(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の行電極及び列電極と、
光検出器素子の行及び列のアレイであって、前記素子の各々は、
アノードと、カソードとを有しているホトダイオードと、
第１及び第２の電力電極と、該第１の電力電極と該第２の電力電極との間の電流を制御する制御電極とを有しているトランジスタとを含んでおり、
前記制御電極は、前記行電極のうちの１つの行電極に接続されており、前記第１の電力電極は、前記列電極のうちの１つの列電極に接続されており、前記第２の電力電極は、前記ホトダイオードの前記カソードに接続されており、前記ホトダイオードの前記アノードは、負電圧−Vbに接続されている、光検出器素子の行及び列のアレイと、
前記列電極を電圧Vcに接続すると共に前記行電極をVcに対して正である電圧Vonに接続することにより前記ホトダイオードを充電する手段と、
該充電する手段が前記ホトダイオードを充電した後に、前記アレイに光子を照射する手段と、
該照射する手段が前記アレイに光子を照射している間に且つ該照射する手段が前記アレイに光子を照射した後に、前記ホトダイオードが再充電されることを妨害する手段であって、該妨害する手段は、前記トランジスタを含んでいると共に、前記アレイに光子を照射する前であるが、前記ホトダイオードが充電された後に、Vcに対して負であると共に−Vbに対して負である電圧に前記行電極を接続する手段を含んでいる、前記ホトダイオードが再充電されることを妨害する手段と、
前記照射する手段が前記アレイに光子を照射した後に且つ前記妨害する手段が前記ホトダイオードが再充電されることを妨害した後に、所定の期間の間、前記行を前記電圧Vonに順次接続する手段と、
前記ホトダイオードに光子が照射される前の且つ前記ホトダイオードが前記充電する手段により充電された後の該ホトダイオードの電圧に前記ホトダイオードを戻すために必要とされる電荷を、前記接続する手段によりVonに接続された行内の各ホトダイオードに対する列電極で、整定期間を与えるように前記所定の期間よりも長い期間の間それぞれ測定する手段と、
前記整定期間の後の且つ次の行がVonに接続される前のリセット期間の間に前記測定する手段をリセットする手段と、
前記測定する手段により測定されつつある行の前記トランジスタによる電荷保持に抗してオフセットを供給するように、前記測定されつつある行以外の行で、前記測定されつつある行がVonに接続されるときに又は接続される前に開始し、前記リセット期間の間に終了する負の電圧遷移を供給する手段とを備えた光イメージング・システム。
【請求項２】
前記トランジスタの各々は、電界効果トランジスタであり、該電界効果トランジスタは、前記行電極のうちの１つの行電極に接続されている前記制御電極を画定しているゲートと、前記列電極のうちの１つの列電極に接続されている前記第１の電力電極を画定しているドレーンと、前記ホトダイオードの前記カソードに接続されている前記第２の電力電極を画定しているソースとを有している請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項３】
前記アレイは、非晶質シリコンを含んでいる請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項４】
前記測定する手段は各列に、その列の測定された電荷量を積分する手段を含んでいる請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項５】
前記測定する手段は、ユニポーラである請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項６】
前記測定する手段は、電荷を行内の各ホトダイオードに戻すために必要な電荷を同時に測定している請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項７】
前記供給する手段は、前記測定する手段により測定されつつある行以外の複数の行で同時の負の遷移を供給している請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項８】
前記行電極と前記列電極との間の寄生キャパシタンスにより生じる信号を補償するように、前記測定する手段により測定されつつある行以外のある行で、前記測定されつつある行がVonに接続されている間に−VoffからVonへの遷移と等しい大きさを有する負の電圧遷移を供給する手段を更に含んでいる請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項９】
前記行電極と前記列電極との間の寄生キャパシタンスにより生じる信号を補償するように、前記測定する手段により測定されつつある行以外の複数の行で、前記測定されつつある行がVonに接続されている間にそれぞれの大きさの合計が−VoffからVonへの遷移の大きさとなる同時の負の電圧遷移を供給する手段を更に含んでいる請求項１に記載の光イメージング・システム。
【請求項１０】
複数の行電極及び列電極と、
光検出器素子の行及び列のアレイであって、該アレイは、非晶質のシリコンを含んでおり、前記素子の各々は、
アノードと、カソードとを有しているホトダイオードと、
第１及び第２の電力電極と、該第１の電力電極と該第２の電力電極との間の電流を制御する制御電極とを有しているトランジスタ手段とを含んでおり、
前記制御電極は、前記行電極のうちの１つの行電極に接続されており、前記第１の電力電極は、前記列電極のうちの１つの列電極に接続されており、前記第２の電力電極は、前記ホトダイオードの前記カソードに接続されており、前記ホトダイオードの前記アノードは、負電圧に接続されている、光検出器素子の行及び列のアレイと、
前記ホトダイオードを充電する手段と、
該充電する手段が前記ホトダイオードを充電した後に、前記アレイに光子を照射する手段と、
該照射する手段が前記アレイに光子を照射している間に且つ該照射する手段が前記アレイに光子を照射した後に、前記ホトダイオードが再充電されることを妨害する手段であって、該妨害する手段は、前記トランジスタ手段を含んでいる、前記ホトダイオードが再充電されることを妨害する手段と、
前記ホトダイオードの各々に光子が照射される前の且つ前記ホトダイオードの各々が前記充電する手段により充電された後の該ホトダイオードの各々の電圧に前記ホトダイオードの各々を戻すために必要とされる電荷をそれぞれ測定する手段であって、前記照射する手段及び前記妨害する手段の後で動作可能である、電荷をそれぞれ測定する手段と、
前記測定する手段が前記ホトダイオードのうちの少なくとも１つのホトダイオードを戻すために必要な電荷を測定している間に、測定されつつある前記ホトダイオードに接続されている前記トランジスタ手段による電荷保持に抗してオフセットを供給する手段とを備えたＸ線イメージング・システム。
【請求項１１】
前記トランジスタ手段の各々は、電界効果トランジスタを含んでおり、該電界効果トランジスタは、前記制御電極を画定しているゲートと、前記第１の電力電極を画定しているドレーンと、前記第２の電力電極を画定しているソースとを有している請求項10に記載のＸ線イメージング・システム。
【請求項１２】
前記測定する手段は、各ホトダイオードについて測定された電荷の量を積分する手段を含んでいる請求項10に記載のＸ線イメージング・システム。
【請求項１３】
前記測定する手段は、ユニポーラである請求項10に記載のＸ線イメージング・システム。
【請求項１４】
前記測定する手段は、電荷を前記行のうちの１つの行内の各ホトダイオードに戻すために必要な電荷を同時に測定している請求項10に記載のＸ線イメージング・システム。
【請求項１５】
前記供給する手段は、前記測定する手段により測定されつつある前記行以外の複数の行で同時の負の遷移を供給している請求項14に記載のＸ線イメージング・システム。
【請求項１６】
光子が照射された光検出器素子の行及び列のアレイから画像データを読み出す方法であって、前記素子の各々は、
アノードと、カソードとを有しているホトダイオードと、
ソース及びドレーン電極と、該ソース及びドレーン電極間の電流を制御するゲート電極とを含んでいるトランジスタ手段とを含んでおり、前記ゲート電極は、前記行電極のうちの１つの行電極に接続されており、前記ドレーン電極は、前記列電極のうちの１つの列電極に接続されており、前記ソース電極は、前記ホトダイオードの前記カソードに接続されており、前記ホトダイオードの前記アノードは、負電圧に接続されており、
前記行のうちの１つの行のホトダイオードの各々を該ホトダイオードの各々に光子が照射される前の該ホトダイオードの各々の電圧に戻すために必要とされる電荷をそれぞれ測定する工程と、
測定されつつある行のトランジスタによる電荷保持を少なくとも部分的に相殺するように、前記測定されつつある行以外の行で、電圧遷移を供給する工程とを備えた光子が照射された光検出器素子の行及び列のアレイから画像データを読み出す方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、光を検出する方法及び装置に関し、更に詳しく述べると、本発明は、光検出器のアレイを用いた光イメージング（作像）に関する。
光検出器素子の行及び列のアレイを用いて固体光イメージャ（作像装置）又はＸ線検出器を製造することは知られている。例えば、ここに引用されている1991年２月26日にマクダニエル（McDaniel）等に付与された米国特許番号第4996413号を参照することができる。各素子は、光子を電気信号に変換するホトダイオード（光ダイオード）と、トランジスタとを含んでいる。各ホトダイオードは、それに付設しているキャパシタンスを有している。各素子内のホトダイオードのカソードは、素子内のトランジスタのソースに接続されている。すべてのホトダイオードのアノードは一緒に、負バイアス電圧−Vbに接続されている。それぞれの列のトランジスタのドレーンは、それぞれの列の電極に接続されており、それぞれの行のトランジスタのゲートは、それぞれの行の電極に接続されている。
アレイから画像を取得するために、列電極は公知の安定な電圧Vcに接続されている。列電極は電圧Vcに接続されているのに対して、行電極はVcに対して正である電圧Vonに接続されている。ホトダイオードは逆バイアスされる。トランジスタは導電状態となり、ホトダイオードに付設されている各キャパシタンスに電荷が配置される。ダイオードが充電された後に、行電極がVcに対しても−Vbに対しても負である電圧−Voffに接続されることにより、トランジスタはターンオフされて、導電状態になるのを防止される。このとき、アレイは光エネルギ、例えばＸ線に照射されたシンチレータが発生する光エネルギにさらされる。ホトダイオードは導電状態となり、各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスは部分的に放電される。各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量は、その特定のホトダイオードに当たる光エネルギの強度及び継続時間によって決まる。Ｘ線照射が行われるときのように、光エネルギの継続時間が各ホトダイオードについて同じであれば、ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量は種々のホトダイオードに当たる光エネルギの強度を表し、これは各ホトダイオードのキャパシタンスを元に戻すために必要とされる電荷量を測定することによって読み出すことができる。従って、キャパシタンスを元に戻すための測定された電荷を用いて、画像を作成することができる。
発明の概要
本発明は、行及び列の素子のアレイを含んでいる固体光イメージャ、即ちＸ線検出器を提供する。これらの素子は、上述のように配設されていると共に動作するホトダイオードと、トランジスタとを含んでいる。このイメージャは、トランジスタによる電荷の保持、及び行から列への寄生キャパシタンスにもかかわらず、ユニポーラ測定回路を用いて、アレイに光を照射した後にホトダイオードから除去される電荷を正確に測定することができる。
各ホトダイオードは、それに付設されているキャパシタンスを有している。各素子内のホトダイオードのカソードは、素子内のトランジスタのソースに接続されている。すべてのホトダイオードのアノードは一緒に、負バイアス電圧−Vbに接続されている。それぞれの列のトランジスタのドレーンは、それぞれの列の電極に接続されており、それぞれの行のトランジスタのゲートは、それぞれの行の電極に接続されている。
アレイから画像を取得するために、列電極は公知の安定な電圧Vcに接続されている。列電極は電圧Vcに接続されているのに対して、行電極はVcに対して正である電圧Vonに接続されている。ホトダイオードは逆バイアスされる。トランジスタは導電状態となり、ホトダイオードに付設されている各キャパシタンスに電荷が配置される。ダイオードが充電された後に、行電極がVcに対しても−Vbに対しても負である電圧−Voffに接続されることにより、トランジスタはターンオフされて、導電状態になるのを防止される。このとき、アレイは光エネルギ、例えばＸ線に照射されたシンチレータが発生する光エネルギにさらされる。ホトダイオードは導電状態となり、各ホトダイオードに対応するキャパシタンスが部分的に放電される。各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量は、その特定のホトダイオードに当たる光エネルギの強度及び継続時間によって決まる。一度に１行ずつ行を電圧Vonに接続し、その行内の各ダイオードに対する列電極で、ダイオードのキャパシタンスを光エネルギ照射前のそれの電圧に戻すために必要とされる電荷をそれぞれ測定することにより、各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量が測定される。このことに関しては、例えば積分器を含んでいる検知回路が、各列に対して設けられている。読み出された後に、各行は−Voffに戻される。そしてある行を読み出した後に、検知回路をすべてクリアする（例えば、積分器をリセットする）ことにより、検知回路が次の行を読み出せるようにする。
アレイからの出力信号は非常に小さいので、ホトダイオードから除去される電荷を測定するための回路は非常に感度が良いということを本発明の発明者は認識した。トランジスタは「電荷保持」を示し、行が−Voffに戻されたときにすべての信号がトランジスタを去ることはない。読み出されつつある行内のトランジスタによって保持されている電荷は、その行内の読み出されつつある素子に対して負のオフセットの影響を及ぼす。検知回路がユニポーラであれば（即ち、ゼロから一方の方向にのみ動作すれば）、負のオフセットにより検知回路が誤読み出しを生じたり、飽和したりすることがある。検知回路がバイポーラであっても、変換プロセスにオートレンジング（与えられたレベル数への変換が常に行われれるが、変換のレンジ及び分解能は共に、変換されつつある信号の振幅によって決まる。）が用いられれば、負のオフセットが十分に大きくなって、検知回路が感度のより低い領域に入ることがあり得る。これにより、グレー・スケールの分解能が低下し、結果として得られる画像の暗い領域に「カートーニング」（cartooning）が生じることがある。カートーニングは当業者には、結果として得られる画像に、グレイ・レベルの滑らかな遷移の代わりに、離散グレイ・レベルを有する大きな領域として知られている。
本発明の発明者は、列から行への寄生キャパシタンスが存在するということも認識した。行電圧が−VoffからVonに変わるときに、この寄生キャパシタンスによって、信号からの方向と反対の大きなオフセットの形で電荷が列電極に現れる。列から行への寄生キャパシタンスによって生じるオフセットは、測定回路の飽和により測定回路による誤読み出しをも生じさせることがある。
本発明の発明者は、上述の問題を確認したのみでなく、これらの問題に対する解決法も与えた。
更に詳しく述べると本発明の発明者は、行から列への寄生キャパシタンスを用いることにより、上述の問題を共に解決できることを確かめた。行電圧の変化により、そして寄生キャパシタンスにより生じる問題は、もう１つの行に等しい大きさの負の遷移を設けることにより補償することができる。しかしながら、ある行をターンオンするときに、ある行をターンオフすることは望ましくない。例えば、もう１つの行を読み出しながら、ある行をVonから−Voffに変えることにより補償を行うことは望ましくない。その理由は、寄生キャパシタンス、スイッチ抵抗、行電極及び接触インピーダンスにおけるわずかな相異のため、即ち接触の不完全さが行ごとにわずかに異なるため、いくつかの行が不適切に補償されるためである。ユニポーラ測定回路であるとすれば、同じ取得期間内に両方（オフからオンへ及びオンからオフへ）の行遷移が生じれば、補償は正確である必要はなく、適切でありさえすればよい。補償により最大端で測定回路が飽和しない限り、若干の過補償は許容することができる。補償不足は全く許容できない。ユニポーラである測定回路は、その最小値のゼロよりの少しでも下回ると直ちに飽和するからである。
しかしながら、ある行での−VoffからVonへの正の遷移の間に寄生キャパシタンスを補償するために必要なのは、もう１つの行での等しい大きさの負の遷移のみである。従って、本発明の好ましい実施例では、ある行での−VoffからVonへの正の遷移の間に寄生キャパシタンスによって各列に生じる電荷は、もう１つの行をより強くターンオフして等しい大きさの負の遷移を生じさせることにより補償される。例えば、読み出されつつある行以外のある行に、−Voffから−Voffよりも更に負の電圧への遷移を行わせることにより補償される。アレイが必要とする電圧の範囲を最小にするために、ある数の行を用いて補償を行い、その数の行で行われる負の遷移の大きさが、−VoffからVonへターンオンされつつある行での遷移の大きさに対する補償を行っている各行の比だけスケールダウンされる。
電荷保持の問題に対して、同様な解決法が与えられる。更に詳しく述べると、電荷保持の問題に対する解決法は、電荷保持を相殺（オフセット）するための遷移のタイミング及び大きさが寄生キャパシタンスを補償するための遷移のタイミング及び大きさと異なる点を除けば、寄生キャパシタンスの問題に対する解決法と同じである。その大きさは、保持される電荷量によって決まる。
いくつかの行を用いて寄生キャパシタンスの補償を行うことができ、他の行を用いて電荷保持に対してオフセットを与えることができる。読み出し中でない行は、補償及びオフセットを与えるように任意に分割することができる。１つの行を用いて補償及びオフセットの両方を与えることも可能である。（又は、アレイが必要とする電圧の範囲を最小にすることが望ましい場合には、各行で遷移の大きさを小さくした一組の行を用いることができ、この行の組を用いて補償及びオフセットの両方を与えることができる。）以下の詳細な説明、請求の範囲、及び図面を参照することにより、通常の当業者には本発明の他の特徴及び利点が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の種々の特徴を具体化する光イメージング・システムの使用を示すブロック図である。
図２は図１のシステムに含まれている光検出器のアレイを示すブロック図である。
図３は図２のアレイのうちの１つのアレイの回路構成要素を示す回路図であって、一部をはずした回路図である。
図４は図３のアレイを用いた画像の取得を示すタイミング図である。
図５は図３のアレイを用いた本発明による補償の適用を示すタイミング図である。
図６は図３のアレイを用いた本発明によるオフセットの適用を示すタイミング図である。
図７は図３のアレイを用いた本発明による補償及びオフセットの両方の適用を示すタイミング図である。
本発明の一実施例を詳細に説明する前に、本発明の適用は以下の説明で示されるか又は図に示される構成要素の構成及び配置の細部に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、他の実施例が可能であり、種々のやり方で実施又は実行することができる。又、ここで用いられる術語及び用語は説明のためのものであって、限定するものと解すべきでないことが理解されるはずである。
発明の実施例の詳細な説明
図１に示されているのは、Ｘ線管12と、Ｘ線検出器14と、コリメータ16とを含んでいるイメージング・システム10である。Ｘ線はＸ線管12からコリメータ16を介してＸ線検出器14に送られる。コリメータ16とＸ線検出器14との間に患者18を配置し、患者18のコリメータ16に面している側にＸ線を透過する材料20を配置して、ある時間の間、患者18をＸ線にさらすことにより、患者18のＸ線が取得される。
イメージング・システム10は更に、Ｘ線管12を励起するための電源22を含んでいる。
図３に示されているように、Ｘ線検出器14は、光検出器素子30の行26及び列28のアレイ24を含んでいる。検知器14は更に、アレイ24と患者18との間のシンチレータ32を含んでおり、更に詳しく述べると、シンチレータ32はアレイ24に当接している。このシンチレータはＸ線を光に変換する。
システム10は更に、画像プロセッサ34を含んでいる。画像プロセッサ34は、アレイ24からの出力を受け取ると共に、アレイ24が受け取った画像を処理する。システム10は更に、処理された画像を表示するモニタ36を含んでおり、モニタ36は、画像プロセッサ34に接続されている。システム10は、処理された画像を所望する場合に保管するための画像記憶装置38を含んでいる。システム10は更に、照射制御回路40を含んでいる。照射制御回路40は、画像プロセッサ34から輝度信号を受け取ると共に、電源22を調節することによりＸ線照射を調節する。
システム10は又、操作者インタフェース42と、システム制御器44とを含んでいる。システム制御器44は、システム10の残りの部分の動作を制御すると共に、操作者インタフェース42を介して操作者からの指令を受け取る。
アレイ24は、非晶質シリコンの１つ以上の層を含んでいる薄膜材料の層で作成されている。図３に示されているように、アレイ24の各光検出器素子30は、ホトダイオード46を含んでいる。ホトダイオード46は光子を電気信号に変換する。各ホトダイオード46は、アノードＡと、カソードＫとを有しており、各ホトダイオード46は、素子30に当たる光の大部分を遮断するように各素子30の面積のほとんどを占めている大面積ホトダイオードである。各素子30は更に、薄膜トランジスタ48を含んでいる。図示する実施例では、各トランジスタ48は、ゲートＧと、ドレーンＤと、ソースＳとを有している電界効果トランジスタ（FET（Field Effect Transistor））である。各ホトダイオードは、それに付設されているキャパシタンスを有している。
各素子30内のホトダイオード46のカソードＫは、素子内のトランジスタのソースに接続されている。アレイ24内のすべてのホトダイオード46のアノードＡは一緒に、負のバイアス電圧−Vbに接続されている。それぞれの列のトランジスタのドレーンＤは、それぞれの列電極COL（ｎ）、COL（ｎ＋１）、COL（ｎ＋２）、...に接続されており、それぞれの行のトランジスタのゲートは、それぞれの行電極ROW（ｎ）、ROW（ｎ＋１）、...に接続されている。
システム10は更に、検出器制御器50を含んでいる。検出器制御器50は、システム制御器44と、行電極及び列電極とに接続されている。列電極は又、画像プロセッサ34に接続されている。
アレイから画像を取得するために、検出器制御器50は列電極を公知の安定な電圧Vcに接続している。この電圧Vcは、例えばグランドから２ボルト以内にある。列電極が電圧Vcに接続されている間、検出器制御器50は行電極を電圧Vonに接続している。電圧VonはVcに対して正である。ホトダイオードは逆バイアスされる。トランジスタは導電状態となり、ホトダイオードに付設されている各キャパシタンスに電荷が配置される。ダイオードが充電された後に、検出器制御器50は行電極をVc及び−Vbの両方に対して負である電圧−Voffに行電極を接続し、これにより、トランジスタはターンオフされて、導電状態となるのを防止される。このときアレイは、Ｘ線にさらされているシンチレータ32が発生するような光エネルギにさらされる。ホトダイオードは導電状態となり、各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスは部分的に放電される。各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量は、その特定のホトダイオードに当たる光エネルギの強度及び継続時間で決まる。光エネルギにさらされる継続時間は各ホトダイオードに対して同じであるので、ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量は、種々のホトダイオードに当たる光エネルギの強度を表し、各ホトダイオードのキャパシタンスを元に戻すために必要とされる電荷量を測定することにより読み出される。異なるホトダイオードから除去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。
各ホトダイオードに付設されたキャパシタンスから除去される電荷量の測定は、検出器制御器50に命じて行を一度に１つずつ電圧Vonに接続させ、その行の各ダイオードに対する列電極で、ダイオードのキャパシタンスを光エネルギにさらされる前のそれの電圧に戻すために必要とされる電荷をそれぞれ測定することにより行われる。この点に関連して、画像プロセッサ34は、各列に接続されている検知回路を含んでいる。好ましい実施例では、検知回路は積分器52を含んでいる。積分器52は好ましくは、オフセット又は入力バイアス電流のない低雑音積分器である。検出器制御器50は、各行を−Voffに戻し、ある行が読み出された後に、検知回路はすべてクリアされる（例えば、積分器がリセットされる）。これにより、検知回路は次の行を読み出す用意ができる。
１つの行の読み出しと次の行の読み出しとの間の期間は、取得期間と、リセット期間（その間に積分器がリセットされる）とからなってると述べることができる。取得期間と、リセット期間とは、必ずしも同じ長さではない。両方（オフからオンへ及びオンからオフへ）の行の遷移は、取得期間中に生じる。検知回路が整定時間を必要とするにつれて、取得期間は、行がVonにある時間の長さよりも長くなければならない。（図４を参照。）
アレイからの出力信号は非常に小さいので、ホトダイオードから除去される電荷を測定するための回路は非常に感度が良い。アレイのトランジスタ48は「電荷保持」を示し、行が−Voffに戻ったときに、すべての信号がアレイの非晶質シリコントランジスタを去ることはない。読み出されつつある行内のトランジスタによって保持されている電荷は、その行内の読み出されつつある素子に対して、信号とは反対の方向にオフセットの影響を及ぼす。検知回路がユニポーラであれば（即ち、ゼロから一方の方向にのみ動作すれば）、負のオフセットにより検知回路が飽和することがある。検知回路が正方向にのみ読み出す積分器であれば、負の信号を読み出すことはできない。検知回路がバイポーラであっても、変換プロセスにオートレンジング（与えられたレベル数への変換が常に行われるが、変換のレンジ及び分解能が共に、変換されつつある信号の振幅によって決まる）が用いられれば、負のオフセットが十分に大きくなって、検知回路が感度のより低い領域に入ることがあり得る。これにより、グレー・スケールの分解能が低下し、結果として得られる画像の暗い領域に「カートーニング」（cartooning）が生じることがある。
列から行への寄生キャパシタンスも存在する。行電圧が−VoffからVonに変化するときに、この寄生キャパシタンスによって、信号とは反対の方向の大きなオフセットの形で電化が列電極に現れる。列から行への寄生キャパシタンスによるオフセットは、測定回路による誤読み出し及び測定回路の飽和をも生じさせることがある。
行から列への寄生キャパシタンスを用いることにより、上述の問題を共に解決する。寄生キャパシタンスの問題を解決するために、ある行での−VoffからVonへの正の遷移の間に寄生キャパシタンスによって生じる各列の電荷は、もう１つの行に等しい大きさの負の遷移を設けることにより補償される。しかしながら、ある行をターンオンするときに、ある行をターンオフすることは望ましくない。例えば、もう１つの行を読み出しながら、ある行をVonから−Voffに変えることにより補償を行うことは望ましくない。そうではなくて、ある行での−VoffからVonへの正の遷移の間に寄生キャパシタンスを補償するために必要なのは、もう１つの行の等しい大きさの負の遷移のみである。従って、本発明の好ましい実施例では、ある行での−VoffからVonへの正の遷移の間に寄生キャパシタンスによって各列に生じる電荷は、検出器制御器48に命じてもう１つの行をより強くターンオフして等しい大きさの負の遷移を生じさせることにより補償される。例えば、読み出されつつある行以外のある行に、−Voffから−Voffよりも更に負の電圧への遷移を行わせることにより補償される。検出器制御器50がアレイに供給しなければならない電圧の範囲を最小にするために、ある数の行を用いて補償を行い、その数の行で行われる負の遷移の大きさが、−VoffからVonへターンオンされつつある行での遷移の大きさに対する補償を行っている各行の比だけスケールダウンされることが好ましい。例えば、図５に示す好ましい実施例では、読み出されつつある行以外の複数Ｋの行で同時に−Voffから負の電圧−Voffhへの遷移が行われる。ここで第１近似で、−Voffから−Voffhへの遷移の大きさと行数Ｋとの積は、読み出されつつある行での遷移の大きさに等しい。
電荷保持の問題に対して、同様な解決法が与えられる。更に詳しく述べると、電荷保持の問題に対する解決法は、電荷保持を相殺（オフセット）するための遷移のタイミング及び大きさが寄生キャパシタンスを補償するための遷移のタイミング及び大きさと異なる点を除けば、寄生キャパシタンスの問題に対する解決法と同じである。その大きさは、保持される電荷量によって決まる。図示された実施例では、整定の前の、取得の間のある時点からリセットの間のある時点までオフセットが印加される。電荷保持は、検出器制御器48に命じて、電荷保持に対処するのに十分な大きさだけ（読み出されつつある行以外の）ある行をターンオフすることにより相殺される。例えば、読み出されつつある行以外のある行に、−Voffから−Voffよりも更に負の電圧への遷移を行わせることにより相殺が行われる。検出器制御器50がアレイに供給しなければならない電圧の範囲を最小にするために、好ましくはある数の行を用いてオフセットを与え、その数の行で行われる負の遷移の大きさが、電荷保持に対処するために必要なオフセットの大きさまで、補償を行っている行の比だけスケールダウンされる。例えば、図６に示す好ましい実施例では、読み出されつつ行以外の複数Ｋの行で同時に−Voffから負の電圧−Voffh2への遷移が行われる。（図６を参照。）
いくつかの行を用いて寄生キャパシタンスの補償を行うことができ、他の行を用いて電荷保持に対するオフセットを与えることができる。読み出し中でない行は、補償及びオフセットを与えるように任意に分割することができる。１つの行を用いて補償及びオフセットの両方を与えることも可能である。（又は、アレイが必要とする電圧の範囲を最小にすることが望ましい場合には、各行で遷移の大きさを小さくした一組の行を用いることができ、この行の組を用いて補償及びオフセットの両方を与えることができる。）
図７は補償及びオフセットの両方の同時印加を示す。
上述のタイミング配置で行電極及び列電極に印加される上述の電圧は、検出器制御器50によって発生される。列電圧が負の電圧に保持されれば、制御器50にはOki（オキ）MSM−6568のようなドライバを含めることができる。
本発明の好ましい実施例を例として説明してきたが、通常の当業者は種々の変形を考えつき得る。例えば、一度に１行よりも多く読み出して、等しい数の列を組み合わせて正方形の画素を形成することにより、分解能を読み出し速度と交換することができる。従って、本発明の範囲を限定するのは、下記の請求の範囲の要旨のみである。
【図２】
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【図１】
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【図７】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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