(57)【要約】  本発明は、行及び列として配列された感光点のマトリックスを有する感光装置を制御する方法に関する。本発明は、基本的に、但し、Ｘ線画像の検出に使用される感光装置に使用することができるが、それに限らない。本方法は、それぞれの感光点が電荷を蓄積することができる、画像を取得するステップ（Ｅ２）と、前記画像を読み取るステップ（Ｅ３）と、を含む。読取りステップ（Ｅ３）は、異なる感光点に蓄積された電荷を前記電荷を表すアナログ信号に変換する予備的サブステップ（Ｅ３１）と、デジタル画像を取得するように、アナログ信号を処理するサブステップ（Ｅ３２）と、を有する。本発明によれば、処理サブステップ（Ｅ３２）は、同一の感光点について、且つ、同一の取得ステップ（Ｅ２）について、Ｎ回にわたって反復され、ここで、Ｎは、２以上の整数であり、且つ、読取りステップ（Ｅ３）は、取得ステップ（Ｅ２）ごとに単一のデジタル画像を供給するように、感光点ごとにＮ個の処理済みの信号の平均値を取得するサブステップ（Ｅ３５）を有する。
2013507805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行（Ｌ１〜Ｌ３）と列（Ｃｌ１〜Ｃｌ３）として編成された感光点（Ｐ１〜Ｐ９）のマトリックス（２、２’、２’’）を有する感光装置（１、１’、１’’）を制御する方法であって、
それぞれの感光点（Ｐ１〜Ｐ９）がその最中に電荷を蓄積することができる画像を取得するステップ（Ｅ２）と、
この画像を読み取るステップ（Ｅ３）と、
を含み、
前記読取りステップ（Ｅ３）は、
前記様々な感光点（Ｐ１〜Ｐ９）に蓄積された前記電荷を、この電荷を表すアナログ信号に変換する先行するサブステップ（Ｅ３１）と、
これらのアナログ信号を処理することによってデジタル画像を取得できるようにするサブステップ（Ｅ３２）と、
を含み、
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、それぞれの処理サブステップ（Ｅ３２）ごとに多重化信号を連続的に供給するように、前記アナログ信号の多重化ステップ（３２２）を有することと、
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、同一の感光点（Ｐ１〜Ｐ９）について、且つ、同一の取得ステップ（Ｅ２）について、Ｎ回にわたって反復され、Ｎは、２以上の整数であることと、
前記読取りステップ（Ｅ３）は、取得ステップ（Ｅ２）ごとに単一のデジタル画像を供給するように、感光点（Ｐ１〜Ｐ９）ごとに前記処理済みのＮ個の信号の平均値を取得するサブステップ（Ｅ３５）を有することと、を特徴とする方法。
【請求項２】
前記アナログ信号は電圧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、前記アナログ信号（ＳＭ）をデジタル信号（ＳＮ）に変換するステップ（３２４）を含むことを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、その多重化ステップ（２２２）の直前に実行される前記アナログ信号のサンプリング／保持ステップ（３２１）を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、前記アナログ信号の、又は、適宜、前記デジタル信号（ＳＮ）の増幅ステップ（３２３）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記感光点（Ｐ１〜Ｐ９）が露光される、有用な画像と呼ばれる画像を取得するそれぞれのステップ（Ｅ２）は、前記感光点（Ｐ１〜Ｐ９）が露光されない、オフセット画像と呼ばれる画像を取得するステップ（Ｅ２）と、このオフセット画像を読み取るステップ（Ｅ３）と、に後続しており、前記オフセット画像を読み取る前記ステップ（Ｅ３）は、前記有用な画像を読み取る前記ステップ（Ｅ３）と同一であり、前記有用な画像は、前記オフセット画像に基づいて補正されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、次の行を検討する前に、同一の行についてＮ回にわたって反復されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記処理サブステップ（Ｅ３２）は、反復される前に、連続的にそれぞれの行を検討することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
すべての前記感光点の前記電荷を表す前記アナログ信号は、それぞれの感光点（Ｐ１〜Ｐ９）に関する前記処理サブステップ（Ｅ３２）の前記Ｎ回の反復の後に、ゼロにリセットされることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
検討対象の行のすべての前記感光点（Ｐ１〜Ｐ９）の前記電荷を表す前記アナログ信号は、次の行を検討する前に、ゼロにリセットされることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体材料を堆積させる技法によって製造された感光点のマトリックスを有する、感光装置を制御する方法に関する。本発明は、基本的に放射線画像の検出に使用される感光装置に対して適用されるが、それに限定はされない。
【背景技術】
【０００２】
例えば、
−絶縁ガラス支持体上の水素化非晶質シリコン（ａＳｉＨ）、
−結晶質シリコン基材上のＣＭＯＳ、
−結晶質シリコン基材上の電荷結合回路（ＣＣＤ）、
などの半導体材料を使用する技術によれば、可視又は近可視放射に基づいて画像を生成可能な感光点のマトリックスを製造することができる。その場合にも、これらのマトリックスは、放射線画像の検出のフレームワークにおいて使用することができる。従って、Ｘ線放射を感光点が感応する波長帯域内の発光放射に変換するには、Ｘ線放射とマトリックスの間にシンチレータスクリーンを挿入するだけで十分である。Ｘ線は、光伝導材料（例えば、ａ−Ｓｅ、ＣｄＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＩ２など）により、直接的に電荷に変換することもできる。この場合には、感光点は、それぞれ、電荷保存コンデンサを構成する。
【０００３】
これらのマトリックスを形成する感光点は、一般に、オン／オフスイッチ機能を充足する素子と関連付けられた感光素子を有する。感光点は、行導体と列導体の間に取り付けられる。そして、感光装置は、要件に応じて、マトリックス又はストリップとして配設された複数の感光点を有する。
【０００４】
感光素子は、一般に、オン／オフスイッチ素子と直列に取り付けられたダイオードから構成される。オン／オフスイッチ素子は、例えば、その「通過」又は「オン」状態が、順方向においてその素子をターンオンするバイアスに対応すると共にその「遮断」又は「オフ」状態がその逆バイアスに対応している所謂スイッチングダイオードであってよい。２つのダイオードは、所謂、「頭−尾（ｈｅａｄ−ｔｏ−ｔａｉｌ）」構成において、反対の伝導方向を有するように取り付けられる。このような構成については、とりわけ、「頭−尾」構成の２個のダイオードを有するタイプの感光点のマトリックスと、感光点を読み取る方法と、このような感光装置を製造する方法と、を記述する仏国特許出願第８６１４０５８号（仏国特許出願公開第２６０５１６６号）明細書から周知である。
【０００５】
列導体は、感光素子に蓄積された電荷を信号に変換すると共にこれらの信号を出力として供給する読取り回路にリンクされている。より具体的には、読取り回路は、いくつかの段を有することができる。これらの段のうち、第１段は、電荷をアナログ信号に変換可能であり、第２段は、これらの信号を増幅可能であり、第３段は、読取り回路からの出力として、「連続的」に、且つ、列ごとに、感光素子に蓄積された電荷を表す信号を有する多重化信号を供給するように、信号を多重化可能であり、且つ、第４段は、アナログ多重化信号をデジタル信号に変換可能である。あらゆる電子装置と同様に、読取り回路は、蓄積された電荷を表す信号に付加されると共に信号対ノイズ比を制限する電子的ノイズを混入させる。この例においては、ノイズは、読取り回路のそれぞれの段において、且つ、恐らくは、更に画像取得チェーン内においても、生成される。更に一般的には、ノイズは、その信号がデジタル信号に変換される時点まで、アナログ信号のそれぞれの変更又は変換の際に混入される。ノイズは、第１段から生成される信号が、画像取得の特定のモードの場合に、特に、Ｘ線放射の露光時間が短い際に、非常に小さな振幅を有する可能性があるという点において、特に問題である。この結果、信号対ノイズ比が、例えば、１の近傍などのように、非常に小さくなり、これにより、所謂有用な信号、即ち、感光素子に蓄積されている電荷を表すものを、信号の全体から、即ち、有用な信号とノイズとを一度に且つ同時に有する信号から、抽出することが困難になろう。
【０００６】
画像取得チェーンによるノイズの生成は、感光装置の設計によって制限してもよい。しかしながら、ノイズの生成は、感光装置の使用モード、具体的には、感光点が露光される時間、電荷を読み取る速度、及び信号に適用される増幅利得によって大幅に左右される。従って、感光装置の設計の際には、様々な可能な使用モードの間における妥協を余儀なくされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
様々な感光点に蓄積された電荷を電荷増幅器に転送する際に生成されるノイズを減少させる解決策については、仏国特許出願公開第２６２５５９３号明細書から知られている。この特許文献は、受動的な感光点を読み取る方法について記述しており、マトリックスのそれぞれの列に存在する電荷の中間保存ゾーンへの転送ステップと、この電荷の複製ステップと、複製された電荷の列ごとの平均値の取得ステップと、オリジナルの電荷の列への回復ステップと、が連続的にＮ回にわたって実行される。この後に、電荷の平均値は、後続段に転送される。中間保存ゾーンへのそれぞれの転送の際に混入するノイズは、一般に、その他のノイズと相関を有してはいない。従って、平均値取得ステップにより、このノイズを部分的に除去することができる。しかしながら、この特許文献に記述されている解決策によれば、実際に、画像取得チェーンによって混入するノイズを全体的に低減することはできるが、それは、感光点と電荷増幅器の間における電荷転送のレベルにおいてのみである。画像取得チェーンのその他のあらゆる段階において混入するノイズは低減されない。更には、この特許文献に記述されている解決策は、受動型の感光点、即ち、電荷が読取り回路内において電圧に変換されると共に能動的な感光点の場合のように感光点内において直接的に電圧に変換されることのない感光点の読取りに対してのみ適用される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、とりわけ、前述の欠点のすべて又は一部を軽減することにある。この目的のために、本発明の主題は、行及び列として編成された感光点のマトリックスを有する感光装置を制御する方法であって、この方法は、それぞれの感光点が電荷を蓄積することができる、画像を取得するステップと、この画像を読み取るステップとを有し、読取りステップは、異なる感光点に蓄積された電荷をこの電荷を表すアナログ信号に変換する先行するサブステップと、デジタル画像を得るために、これらのアナログ信号を処理するサブステップとを有し、この方法は、処理サブステップが、同一の感光点について、且つ、同一の取得ステップについて、Ｎ回にわたって反復され、ここで、Ｎは、２以上の整数であり、且つ、読取りステップが、取得ステップごとに単一のデジタル画像を供給するように感光点ごとにＮ個の処理済みの信号の平均値を取得するサブステップを有することを特徴とする。
【０００９】
特定の実施形態によれば、アナログ信号は電圧である。
【００１０】
処理サブステップは、
−アナログ信号からデジタル信号への変換ステップと、
−アナログ信号の多重化ステップと、
−その多重化の直前に実行されるアナログ信号のサンプリング／保持ステップと、
−アナログ信号の、又は、適宜、デジタル信号の増幅ステップと、
を含むことができる。
【００１１】
特定の実施形態によれば、感光点が露光される、有用な画像と呼ばれる画像を取得するそれぞれのステップは、感光点が露光されない、オフセット画像と呼ばれる画像を取得するステップと、このオフセット画像を読み取るステップと、に後続しており、オフセット画像を読み取るステップは、有用な画像を読み取るステップと同一であり、有用な画像は、オフセット画像に基づいて補正される。
【００１２】
第１の変形においては、処理サブステップは、次の列を検討する前に、同一の列についてＮ回にわたって反復される。
【００１３】
第２の変形においては、処理サブステップは、反復される前に、それぞれの列を連続的に検討する。
【００１４】
第１の実施形態によれば、すべての感光点の電荷を表すアナログ信号は、それぞれの感光点に関する処理サブステップのＮ回の反復の後に、ゼロにリセットされる。
【００１５】
第２の実施形態によれば、検討対象の行のすべての感光点の電荷を表すアナログ信号は、次の行を検討する前に、ゼロにリセットされる。
【００１６】
本発明の利点は、とりわけ、画像取得チェーンのほとんど全体にわたって生成されるノイズを減少させることができるようにするというものである。具体的には、電荷がアナログ信号に変換されるや否や生成されるノイズを低減することもできる。
【００１７】
添付の図面との関係において一例として提供される、一実施形態に関する詳細な説明を参照することにより、本発明について更に理解することができると共に、その他の利点が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用可能な第１の例示用の受動型感光装置である。
【図２】本発明を適用可能な第２の例示用の受動型感光装置である。
【図３】本発明を適用可能な例示用の能動型感光装置である。
【図４】本発明による方法の可能なステップである。
【図５】処理操作と、感光装置のマトリックスの様々な列の信号のゼロへのリセットとを順序付けする様々な可能性を示すタイムチャートである。
【図６】処理操作と、感光装置のマトリックスの様々な列の信号のゼロへのリセットとを順序付けする様々な可能性を示すタイムチャートである。
【図７】処理操作と、感光装置のマトリックスの様々な列の信号のゼロへのリセットとを順序付けする様々な可能性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、従来の方式によって編成されたマトリックス２を有する感光装置１の概略図を示している。マトリックス２は、感光点Ｐ１〜Ｐ９を有し、これらの感光点のそれぞれは、頭−尾構成によって直列に取り付けられた感光ダイオードＤｐ及びスイッチングダイオードＤｃによって形成されている。このマトリックスは、列導体Ｘ１〜Ｘ３と交差した行導体Ｙ１〜Ｙ３を有し、それぞれの交差点には、行導体Ｙ１〜Ｙ３と列導体Ｘ１〜Ｘ３の間に感光点Ｐ１〜Ｐ９が接続されている。従って、感光点Ｐ１〜Ｐ９は、行Ｌ１〜Ｌ３と列Ｃｌ１〜Ｃｌ３に従って配列されている。これらの感光点は、ピクセルとも呼ばれる。
【００２０】
図１の例には、９つの感光点Ｐ１〜Ｐ９を規定する３つの行と３つの列のみが示されているが、このようなマトリックスは、恐らくは、最大で数百万点という格段に大きな容量を有することができる。例えば、（４０ｃｍ×４０ｃｍのレベルのエリア内に）３０００行×３０００列として配列された、或いは、検出ストリップを構成するように単一の行といくつかの列として実際に配列された、或いは、さもなければ、単一の感光点を構成するように単一の行と単一の列として配列された、感光点を有するこの種のマトリックスを製造することが一般的である。
【００２１】
感光装置１は、行制御回路３を有しており、この出力のいくつかＳＹ１、ＳＹ２、及びＳＹ３は、行導体Ｙ１、Ｙ２、及びＹ３にそれぞれリンクされている。行制御回路３は、行導体Ｙ１〜Ｙ３の連続的なアドレス指定を可能にする、例えば、クロック回路、スイッチング回路、及びシフトレジスタなどの図示されてはいない様々な要素を具備している。感光装置１は、行導体Ｙ１、Ｙ２、及びＹ３に印加されるバイアスパルスの振幅を規定するべく機能する電圧ＶＰ１を行制御回路３に供給する電圧源４と、行導体Ｙ１、Ｙ２、及びＹ３に印加される読取りパルスの振幅を規定するべく機能する電圧ＶＰ２を行制御回路３に供給する電圧源１３と、を更に有する。これら２つの電圧源４及び１３は、任意選択により、１つに統合することもできる。
【００２２】
それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９において、２つのダイオードＤｐ及びＤｃは、図１に示されているようにそれぞれのアノードにより、又はそれぞれのカソードにより、１つにリンクされている。フォトダイオードＤｐのカソードは、列導体Ｘ１〜Ｘ３にリンクされており、且つ、スイッチング導体Ｄｃのカソードは、行導体Ｙ１〜Ｙ３にリンクされている。
【００２３】
画像取得又は画像キャプチャのフェーズ、即ち、所謂「有用」な発光信号に対するマトリックス２の露光のフェーズにおいては、それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９の２つのダイオードＤｐ及びＤｃは逆バイアスされる。この状態において、これらのダイオードは、それぞれ、静電容量を構成する。一般に、２つのダイオードＤｐ及びＤｃは、フォトダイオードＤｐが有する静電容量が、相対的に大きく、例えば、５０倍のレベルを有するように、設計されることに留意されたい。
【００２４】
画像取得の際には、属する感光点Ｐ１〜Ｐ９の露光により、フォトダイオードＤｐ内に電荷が生成される。その量が露光強度によって左右されるこの電荷は、２つのダイオードＤｐ及びＤｃを接合している地点に形成されたノード上の地点Ａに蓄積する。感光点Ｐ１〜Ｐ９の読取りは、同一の行導体Ｙ１〜Ｙ３にリンクされたすべての感光点について、同時に、行ごとに、実行される。この目的のために、行制御回路３は、アドレス指定されたそれぞれの行導体Ｙ１〜Ｙ３に対して所謂振幅読取りパルスＶＰ２を印加する。アドレス指定されていない行導体は、基準電位Ｖｒ又は静止電位に維持される。この基準電位Ｖｒは、例えば、接地である。これは、列導体Ｘ１〜Ｘ３に印加されるものと同一の電位であってもよい。
【００２５】
感光点Ｐ１〜Ｐ９の地点Ａにおける電荷の可能な蓄積により、この地点における電圧の低下、即ち、フォトダイオードＤｐの逆バイアス電圧の低下が発生する。特定の動作モードにおいては、読取りパルスを行導体Ｙ１〜Ｙ３に対して印加する効果は、その行導体にリンクされているすべての感光点の地点Ａの電位を、有用な発光信号に露光される前に有していたバイアスレベルに回復することにある。この結果、対応する地点Ａに蓄積されている電荷に比例した電流の流れが列導体Ｘ１〜Ｘ３のそれぞれの内部に生成される。
【００２６】
列導体Ｘ１〜Ｘ３は、読取り回路ＣＬにリンクされており、この読取り回路は、図１の例においては、積分器回路５、マルチプレクサ回路６と、ビデオ増幅器７と、アナログ−デジタルコンバータ８と、を有する。積分器回路５は、列導体Ｘ１〜Ｘ３と同じ数の増幅器を有しており、即ち、図１の例においては、３つの増幅器Ｇ１〜Ｇ３を有する。積分器回路は、積分コンデンサＣ１〜Ｃ３と、それぞれの増幅器Ｇ１〜Ｇ３用のオン／オフスイッチ素子Ｉ１〜Ｉ３と、を更に有する。それぞれの列導体Ｘ１〜Ｘ３は、積分器として取り付けられた増幅器Ｇ１〜Ｇ３の負入力「−」にリンクされている。積分コンデンサＣ１〜Ｃ３は、それぞれの増幅器の負入力「−」と出力Ｓ１〜Ｓ３の間に取り付けられている。それぞれの増幅器Ｇ１〜Ｇ３の第２入力「＋」は、図１の例においては、基準電気Ｖｒである電位にリンクされている。従って、この電位は、列導体Ｘ１〜Ｘ３のすべてに対して印加される。それぞれの増幅器は、それぞれの積分コンデンサＣ１〜Ｃ３と並列に取り付けられた所謂リセットツーゼロオン／オフスイッチ素子Ｉ１〜Ｉ３を有する。オン／オフスイッチ素子Ｉ１〜Ｉ３は、例えば、ＭＯＳタイプのトランジスタである。従って、積分器回路５は、列導体Ｘ１〜Ｘ３上において流れる電荷を電圧に変換する。
【００２７】
増幅器Ｇ１〜Ｇ３の出力Ｓ１〜Ｓ３は、マルチプレクサ回路６の入力Ｅｎｔ１〜Ｅｎｔ３にリンクされている。マルチプレクサ回路６は、例えば、パラレル入力及びシリアル出力を有するシフトレジスタから形成されており、これは、恐らくは、「電荷結合装置」という英語名から一般的にはＣ．Ｃ．Ｄ．と呼ばれている電荷結合タイプのものであろう。この従来の構成によれば、マルチプレクサ６の出力において、「連続的」に、且つ、行ごとに（Ｌ１からＬ３へ）、すべての感光点Ｐ１〜Ｐ９の地点Ａに蓄積されている電荷を表す電圧を供給することができる。これらの電圧は、多重化信号ＳＭと呼ばれる。
【００２８】
この後に、多重化信号ＳＭをビデオ増幅器７によって増幅すると共にアナログ−デジタルコンバータ８によってデジタル信号ＳＮに変換することができる。
【００２９】
図１の例においてはスイッチングダイオードＤｃによって実現されているオン／オフスイッチ機能を充足するべく、トランジスタを使用することも周知であることに留意されたい。トランジスタは、ダイオードと比較した場合に、接続が複雑になるが、その「オン」状態の品質における利点を提供する。
【００３０】
図２は、感光装置１’を概略的に示しており、これは、主には、スイッチングダイオードＤｃが、例えば、薄膜を薄い層として堆積させる技法によって製造されたトランジスタＴによって置換されたマトリックス２’を有するという点が図１のものと異なっている。このようなトランジスタは、「薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）」という用語により、英語の文献において知られている。又、薄膜を薄い層として堆積させる技法を使用することにより、図１及び図２に示されているマトリックス２及び２’のその他の素子を製造することもできる。
【００３１】
一例として図２に示されている図においては、それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９内において、トランジスタＴは、そのソースＳによってフォトダイオードＤｐのカソードに、即ち、地点Ａにリンクされており、そのゲートＧは、その感光点が属する行導体Ｙ１〜Ｙ３にリンクされており、且つ、そのドレーンＤは、その感光点Ｐ１〜Ｐ９が属する列導体Ｘ１〜Ｘ３にリンクされている。すべてのフォトダイオードＤｐのアノードは、行制御回路３の出力ＳＹ４にリンクされている。この出力ＳＹ４は、例えば、−５ボルトのレベルの、基準電位Ｖｒ又は接地との関係において負である、所謂バイアス電圧Ｖｐｏｌａｒを供給する。このバイアス電圧Ｖｐｏｌａｒは、フォトダイオードＤｐの逆バイアスを構成するべく機能する。行制御回路３は、このバイアス電圧を、例えば、電圧源４から受け取る。
【００３２】
日本語の文章数:1 英語の文章数:2
図１及び図２に示されている装置の全般的な動作について更に十分に理解するべく、仏国特許出願公開第２７６０５８５号明細書及び仏国特許出願公開第２６０５１６６号明細書を参照してもよい。
【００３３】
図１及び図２は、感光点Ｐ１〜Ｐ９が受動型と呼ばれる感光装置１及び１’の例示用の実施形態を示している。但し、本発明は、感光点が能動型と呼ばれる感光装置に対して、即ち、画像取得フェーズにおいて蓄積された電荷が、ピクセルのレベルにおいて電圧に変換され、従って、マトリックス外部の積分器回路内においては変換されない感光点に対して、特に良好に適用される。
【００３４】
図３は、感光点Ｐ１〜Ｐ４の２つの行Ｌ１及びＬ２と２つの列Ｃｌ１及びＣｌ２のマトリックス２’’を有するこの種の感光装置１’’を示している。行制御回路３は、２つの行導体Ｙ１及びＹ２にそれぞれリンクされた２つの出力ＳＹ１及びＳＹ２を有する。行制御回路は、２つのリセットツーゼロ導体ＹＲＡＺ１及びＹＲＡＺ２にそれぞれリンクされた２つの出力ＳＲＡＺ１及びＳＲＡＺ２を更に有する。それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ４は、１つのフォトダイオードＤｐと、３つのトランジスタＴ１、Ｔ２、及びＴ３と、を有する。それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ４の第１トランジスタＴ１は、そのゲートＧにより、その検討対象の感光点Ｐ１〜Ｐ４が属している行Ｌ１又はＬ２のリセットツーゼロ導体ＹＲＡＺ１又はＹＲＡＺ２に対してリンクされており、そのドレーンＤにより、ドレーンＤにリセットツーゼロ電位ＶＲＡＺを印加する電圧源３１にリンクされており、且つ、そのソースＳにより、その検討対象の感光点Ｐ１〜Ｐ４に属しているフォトダイオードＤｐのカソードにリンクされている。すべてのフォトダイオードＤｐのアノードは、例えば、接地などの共通電位にリンクされている。同一の地点ＡをトランジスタＴ１のソースＳとフォトダイオードＤｐのカソードの間に規定してもよい。この地点Ａは、更に、その同一の感光点Ｐ１〜Ｐ４の第２トランジスタＴ２のゲートＧにリンクされている。このトランジスタＴ２のソースＳは、その同一の感光点Ｐ１〜Ｐ４の第３トランジスタＴ３のソースＳにリンクされており、且つ、トランジスタＴ２のドレーンＤは、ドレーンＤに供給電位Ｖｄｄを印加する電圧源３２にリンクされている。それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ４の第３トランジスタＴ３は、更に、そのゲートＧにより、その検討対象の感光点Ｐ１〜Ｐ４が属している行Ｌ１又はＬ２の行導体Ｙ１又はＹ２にリンクされており、且つ、そのドレーンＤにより、その検討対象の感光点Ｐ１〜Ｐ４が属している列Ｃｌ１又はＣｌ２の列導体Ｘ１又はＸ２にリンクされている。
【００３５】
トランジスタＴ１は、感光点Ｐ１〜Ｐ４を、それぞれのオリジナルの状態に、即ち、それぞれが放射に露光される前に有していた状態にリセットすることができるようにしている。更に詳しくは、トランジスタＴ１は、リセットツーゼロパルスがリセットツーゼロ導体ＹＲＡＺ１又はＹＲＡＺ２上において行制御回路３によって送出された際に、その検討対象の行Ｌ１又はＬ２のすべての感光点Ｐ１〜Ｐ４の地点Ａの電位を、この例においてはリセットツーゼロ電位ＶＲＡＺである開始電位に戻すことができるようにしている。行制御回路３によって送出されるリセットツーゼロパルスは、例えば、電圧源４’’によって供給される。トランジスタＴ２は、トランジスタＴ３がオフ状態にある際には、地点Ａを列導体Ｘ１及びＸ２から隔離できるようにし、且つ、トランジスタＴ３がオン状態にある際には、地点Ａ上の電圧の値を列Ｘ１及びＸ２上に（定数内において）複写できるようにしている。トランジスタＴ３は、地点Ａにおける信号を列Ｘ１及びＸ２上に複写することが好ましい行Ｌ１又はＬ２を選択できるようにしている。
【００３６】
これらの感光点Ｐ１〜Ｐ４の読取りも、行ごとに実行される。行制御回路は、読取りパルスをそれぞれの行導体Ｙ１及びＹ２に対して連続的に印加する。この結果、読取り対象の行Ｌ１又はＬ２に属する感光点Ｐ１〜Ｐ４の地点Ａにおける電圧が、トランジスタＴ２により、列導体Ｘ１及びＸ２上に複写される。電圧は、シフト電圧内に複写される。
【００３７】
図１及び図２の感光装置１及び１’とは対照的に、感光装置１’’は、積分器回路を有しておらず、地点Ａに蓄積された電荷によって生成された電位は、トランジスタＴ２のソースＳのレベルにおいて複写される。列導体Ｘ１及びＸ２は、マルチプレクサ６の入力Ｅｎｔ１及びＥｎｔ２に直接リンクされている。マルチプレクサ６は、一般に、サンプリング及び保持段から構成された入力段を有する。マルチプレクサ６は、多重化信号ＳＭを出力として供給し、この多重化信号は、ビデオ増幅器７によって増幅すると共にデジタル信号ＳＮとして供給するようにアナログ−デジタルコンバータ８によってデジタル化することもできる。
【００３８】
図３は、感光点の２つの行及び２つの列のみを有する感光装置１’’を参照して提供されている。当然のことながら、本発明は、格段に大きな容量のマトリックスに対しても適用される。更には、それぞれの感光点は、３つを上回る数のトランジスタを有することも可能であり、且つ、供給電圧Ｖｄｄ及びリセットツーゼロ電圧ＶＲＡＺは、それぞれの感光点ごとに異なるようにすることもできる。又、ピクセルの電子回路は、更に複雑なものにすることも可能であり、且つ、例えば、トランジスタＴ２の代わりに、電荷増幅器を有することもできる。
【００３９】
図１〜図３の感光装置１、１’、及び１’’においては、感光点Ｐ１〜Ｐ９の露光の際に、電荷がフォトダイオードＤｐによって蓄積されるものと想定されている。しかしながら、この電荷は、例えば、フォトトランジスタなどの任意の感光素子によって蓄積してもよい。
【００４０】
図４は、例えば、図１、図２、及び図３を参照して説明したものなどの感光装置を制御する方法の可能なステップを示している。本発明による制御方法は、初期化ステップと呼ばれる第１ステップＥ１を有することができる。図３に示されている感光装置１’’に適合された特定の実施形態によれば、感光点Ｐ１〜Ｐ９は、このステップＥ１において、ゼロに、換言すれば、そのオリジナルの状態に、リセットされる。この特定の実施形態は、後述する図５及び図６に示されている。図１及び図２に示されているものなどの受動型感光装置１及び１’’の場合には、ゼロにリセットされるのは、感光点Ｐ１〜Ｐ９ではなく、積分コンデンサＣ１〜Ｃ３の端子間の電圧であり、それぞれのオン／オフスイッチ素子Ｉ１〜Ｉ３によってリセットされる。本制御方法は、それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９がその最中に電荷を蓄積することができる画像を取得するステップＥ２と、この画像を読み取るステップＥ３と、を有する。ステップＥ２においては、マトリックス２、２’、又は２’’は、例えば、放射線画像を得ることが望ましい患者の身体の一部を通過したＸ線を受け取るシンチレータに由来した有用な発光信号に対して露光される。一般に、画像の読取りは、行ごとに実行されるが、これは、ピクセルごとに、又は画像のすべてのピクセルについて同時に、行うこともできる。ステップＥ３は、検討対象の行の様々な感光点に蓄積された電荷をこの電荷を表すアナログ信号に変換する先行するサブステップＥ３１と、それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９についてＮ回にわたって反復されるこれらのアナログ信号を処理するサブステップＥ３２であって、Ｎは、２以上の整数であり、それぞれの処理サブステップＥ３２は、一連の個別のデジタル画像を取得することができるようにする、サブステップＥ３２と、感光点Ｐ１〜Ｐ９ごとにＮ個の処理済みの信号の平均値を取得するサブステップＥ３５とを有する。Ｎ個の処理済みの信号は、画像取得チェーンの末尾において取得ステップごとに単一のデジタル画像を供給するように、検討対象の感光点Ｐ１〜Ｐ９との関係において平均値が取得される。Ｎの値は、具体的には、感光点Ｐ１〜Ｐ９の露光時間と、ユーザーが得ることを所望するデジタル画像の信号対ノイズ比と、に基づいて、ユーザーにより、判定することができる。Ｎの値は、２回の画像取得の間の利用可能な時間によって制限される場合もある。一般的には、Ｎは、２を上回っているが、読取り速度を過剰に低化させないように、Ｎは、好ましくは、２〜１０の間において選択されることになる。
【００４１】
サブステップＥ３１は、図１及び図２に示されている感光装置１及び１’においては、積分器回路５により、そして、図３に示されている感光装置１’’においては、トランジスタＴ２により、実行される。この結果、電荷を表すアナログ信号は電圧である。
【００４２】
サブステップＥ３２は、それぞれの処理サブステップＥ３２ごとに多重化信号ＳＭをシリアルに供給するように、アナログ信号の多重化ステップ３２２を有することができる。多重化ステップ３２２は、例えば、図１〜図３に示されているマルチプレクサ６によって実行される。有利には、マルチプレクサ６は、画像取得チェーンにおいて、これらの図には示されていないサンプリング／保持ユニットに後続している。従って、本発明による方法においては、サンプリング／保持ステップ３２１は、多重化ステップ３２２の直前において実行される。特定の実施形態によれば、処理サブステップＥ３２は、アナログ信号のデジタル化ステップ３２４を、換言すれば、アナログ信号をデジタル信号に変換するステップを有する。アナログ信号は、具体的には、多重化ステップ３２２の後に、アナログ−デジタルコンバータ８によってデジタル化することができる。更に特定の実施形態によれば、サブステップＥ３２は、アナログ及び／又はデジタル信号の増幅ステップ３２３を有する。増幅ステップ３２３は、例えば、多重化信号ＳＭに関係している。これは、ビデオ増幅器７によって実行してもよい。尚、サブステップＥ３２を参照して提供されているこの説明は、アナログ信号が、まず、多重化され、増幅され、且つ、次いで、デジタル化される処理操作を示しているが、多重化ステップ３２２、増幅ステップ３２３、及びデジタル化ステップ３２４は、別の順序によって実行してもよいことを明瞭に理解しなければならない。更には、増幅ステップ及びフィルタリングステップなどのその他の処理操作を感光点Ｐ１〜Ｐ９から生じるアナログ信号に対して実行してもよい。但し、ノイズは、画像取得チェーンのそれぞれの段階において、即ち、この例においては、サンプリング／保持ステップ３２１、多重化ステップ３２２、増幅ステップ３２３、及びデジタル化ステップ３２４において混入する可能性があるため、デジタル化ステップ３２４を含むアナログ信号を処理する画像取得チェーンの全部又は一部の反復を実行することが特に有利である。又、電荷からアナログ信号への変換からディスプレイによる信号の受信までの画像取得チェーンの全体の反復を実行することもできる。次いで、少なくとも１つのマイクロコントローラ又はプログラム可能なロジック回路を一般に有する画像取得チェーンの一部において、ディスプレイに可能な限り近接した状態で、信号の平均値の取得が実行される。
【００４３】
本発明によれば、処理サブステップＥ３２は、それぞれの画像取得ステップＥ２の後に、、Ｎ回にわたって反復され、これは、感光点のそれぞれの行について実行される。従って、それぞれのステップＥ２において、行ごとにＮ個の多重信号ＳＭが得られる。特定の実施形態によれば、サブステップＥ３２の反復は、読取りカウンタによって実現され、この値をｎと表記する。この特定の実施形態によれば、初期化ステップＥ１において、読取りカウンタの値ｎは、値１となるように設定される。処理サブステップＥ３２の完了の際に、カウンタの値ｎが値Ｎと等しいかどうかをサブステップＥ３３において判定することができる。等しくなければ、サブステップＥ３４において１単位だけカウンタの値ｎを増分し、且つ、サブステップＥ３２の全体を反復することができる。カウンタの値ｎが値Ｎに等しい場合には、それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９について得られたＮ個の処理済みの信号の平均値をサブステップＥ３５において取得する。行ごとの処理の際に得られるＮ個の処理済みの信号は、例えば、Ｐ１〜Ｐ３などの同一の行のそれぞれの感光点に由来している。ステップＥ３は、それぞれの行について反復される（ピクセルＰ４〜Ｐ６、且つ、次いで、ピクセルＰ７〜Ｐ９）。平均値の取得は、例えば、算術又は二次平均値の取得である。これを読取りカウンタの値ｎ又は特定の信号の振幅に基づいて重み付けすることもできる。例えば、既定のバスケットの外に位置するものなどの信号の異常値を除去することもできる。平均値の取得は、具体的には、Ｎ個の多重化及びデジタル化済みの信号に対して実行することができる。次いで、平均値取得サブステップＥ３５によって得られた信号を、単一の処理サブステップＥ３２から生成された信号であるかのように、同一の方式により、画像取得チェーンの残りの部分によって利用することができる。
【００４４】
本発明は、２つの処理操作の間において、ノイズがその他のノイズとは少なくとも部分的に相関しておらず、且つ、従って、部分的に相殺されるという点に鑑み、アナログ信号を処理するサブステップＥ３２において混入する電子ノイズを低減できるようにしている。更に詳しくは、完全に相関していないノイズの場合には、Ｎ回の処理サブステップＥ３２におけるノイズの全体は、単一のサブステップＥ３２において混入するノイズとの関係において、Ｎの平方根
【数１】
2013507805.tif 000003
によって除算される。従って、２回の処理サブステップＥ３２（Ｎ＝２）の場合には、ノイズは、４０パーセント超だけ、既に低減されていることを理解されたい。リアルタイム処理の場合には、読取り速度を低化させないように、処理サブステップＥ３２を特定の回数を上回っては反復させない。サブステップＥ３２は、例えば、感光点のそれぞれの行ごとに、２〜１０回にわたって反復される（２≦Ｎ≦１０）。
【００４５】
読取りステップＥ３が完了した際に、信号には、任意選択により、ステップＥ４において事後処理を施してもよく、且つ、信号をステップＥ５において利用及び／又は表示してもよい。事後処理は、例えば、それぞれの感光点Ｐ１〜Ｐ９ごとの利得補正に関係するものであってよい。利得補正（ピクセルごと）は、感光点Ｐ１〜Ｐ９に蓄積された電荷と、この電荷が集積された電圧と、の間の比率の関係が、すべての感光点Ｐ１〜Ｐ９において同一の線形係数に対応していないという点に鑑み、必要となる。
【００４６】
特定の実施形態によれば、有用な画像を、即ち、感光点Ｐ１〜Ｐ９がそのために露光される画像を取得するそれぞれのステップＥ２は、オフセット画像を、即ち、感光点Ｐ１〜Ｐ９がそのために露光されない画像を取得するステップと、このオフセット画像を読み取るステップと、に後続している。この結果、事後処理ステップＥ４において、有用な画像をオフセット画像に基づいて補正することができる。オフセット補正は、一般に、感光装置１、１’、及び１’’内において使用される半導体コンポーネント、具体的には、フォトダイオードＤｐ、スイッチングダイオードＤｃ、及びトランジスタＴ１、Ｔ２、及びＴ３のすべてが厳密に同一ではないという点に鑑み、必要となる。有用な画像とオフセット画像が存在する場合には、有用な画像とオフセット画像の間におけるピクセルごとの減算により、オフセット画像に基づいた有用な画像の補正を実行してもよい。電荷／電圧変換段階のゼロへのリセットが実行されない場合には、オフセット補正は、相関二重サンプリングによって構成される。
【００４７】
更に、特定の実施形態によれば、オフセット画像を読み取るステップは、有用な画像を読み取るステップＥ３と同一である。換言すれば、露光されない状態において感光点Ｐ１〜Ｐ９内に蓄積される電荷を表すと共にオフセット信号と呼ばれるアナログ信号をＮ回にわたって処理し、且つ、次いで、有用な信号と同様の方式により、処理サブステップＥ３２によって生成されたノイズを低減するように、ピクセルごとに平均値を取得する。
【００４８】
特定の実施形態によれば、本発明による制御方法は、処理サブステップＥ３２と平均値取得サブステップＥ３５のいくつかの順序付けを有しており、処理サブステップＥ３２は、その順序付けに応じて、異なるものであってよい。一例として、第１の処理サブステップＥ３２は、アナログ信号のサンプリング／保持ステップ３２１及び多重化ステップ３２２を有することが可能であり、且つ、第２のサブステップＥ３２は、多重化信号ＳＭの増幅ステップ３２３及びデジタル化ステップ３２４を有することが可能であり、それぞれのサブステップＥ３２は、その結果として生成されるＮ個の信号が第１及び第２の平均値取得サブステップＥ３５においてそれぞれ平均値が取得される前に、Ｎ回にわたって反復される。
【００４９】
図５及び図６は、タイムチャートにより、マトリックス２、２’、又は２’’の行に従ってアナログ信号を処理する操作の順序付けの２つの異なる可能性を示している。以下の説明においては、Ｎｌ行×Ｎｃ列として編成された感光点のマトリックスについて検討する。タイムチャートにおいては、Ｈｉｇｈ状態を能動的な状態であると見なし、且つ、Ｌｏｗ状態を受動的な状態であると見なされたい。
【００５０】
図５は、処理サブステップＥ３２が、次の行を検討する前に、同一の行についてＮ回にわたって反復される第１の可能性を示している。更に正確には、この可能性によれば、同一の行から由来するＮ個の信号の行ごとの平均値の取得が実行される。換言すれば、所与のピクセルの行を検討する場合に、１つの列に対応した（即ち、１つの列の最下部に位置した）それぞれの読取り回路が、前述の行に位置しているピクセルに由来するＮ個の連続した信号を収集する。ピクセルの読取りの際には、電位の読取り値は漸近値に向かって変化し、この漸近値は、ピクセルによって収集される電荷であることが知られている。サンプリング及び保持ユニット３２１によってこの電位のＮ個の連続的なサンプルを収集することにより、それぞれの連続的に収集されたサンプルは、漸近値に接近する。従って、検討対象の行のそれぞれのピクセルについて、これらのＮ個のサンプルの平均値は、そのピクセル内に収集されている電荷をより正確に表しており、これは、Ｎ回の読取りが、感光点をゼロにリセットすることなしに（いくつかの行にわたる）Ｎ回の完全な取得によってのみ実行される場合と対照的である。尚、この例においては、Ｎは、３に等しくなるように選択されているが、当然、２以上の任意のその他の整数値も可能である。第１タイムチャートＣ５ＲＡＺは、感光点をゼロにリセットする期間ＴＲＡＺを示している。図３との関係において、タイムチャートＣ５ＲＡＺは、リセットツーゼロ導体ＹＲＡＺ１及びＹＲＡＺ２用の信号の可能な形状を示している。第２タイムチャートＣ５ｅｘｐｏは、画像を取得するステップＥ２の期間Ｔｅｘｐｏ、即ち、感光点が放射に晒される期間を示している。その他の３つのタイムチャートＣ５１、Ｃ５２、及びＣ５Ｎｌは、それぞれ、第１の、第２の、且つ、最後の行の信号が、サブステップＥ３２によって処理される期間Ｔ５１、Ｔ５２、及びＴ５Ｎｌを表している。図３との関係において、タイムチャートＣ５１及びＣ５２は、恐らくは行導体Ｙ１及びＹ２にそれぞれ印加してもよい信号を示している。これらのタイムチャートＣ５ＲＡＺ、Ｃ５ｅｘｐｏ、Ｃ５１、Ｃ５２、及びＣ５Ｎｌは、
−それぞれの期間Ｔｅｘｐｏは、期間ＴＲＡＺに後続しており、
−期間Ｔｅｘｐｏの完了の際に、第１行のＮｃ信号は、３回にわたって処理され、
−第１の行の信号の最後の処理の後に、第２の行のＮｃ信号が３回にわたって処理され、且つ、
−対応する信号の３回にわたる処理が、最後の行まで、以下同様に継続する、
ことを示している。
【００５１】
この後に、サブステップＥ３５と、ステップＥ４及びＥ５と、を実行することができる。画像を取得する新しいステップＥ２は、最後の行を処理するサブステップＥ３２の最後の反復が完了したらすぐに実行してもよい。
【００５２】
当然のことながら、受動型の感光装置の場合には、その信号が処理の対象である行に属する感光点の電荷は、図４を参照して説明した読取りステップＥ３に従って、第１処理サブステップＥ３２の前に変換しておかなければならない。
【００５３】
図６は、アナログ信号を処理する動作を順序付けする第２の可能性を示しており、この場合には、処理サブステップＥ３２は、反復される前に、連続的にそれぞれの行を検討している。この例においては、Ｎは、２に等しくなるように選択されている。図６において、感光点をゼロにリセットするタイムチャートＣ６ＲＡＺと感光点を露光させるＣ６ｅｘｐｏは、それぞれ、タイムチャートＣ５ＲＡＺ及びＣ５ｅｘｐｏと同一である。３つのその他のタイムチャートＣ６１、Ｃ６２、及びＣ６Ｎｌは、それぞれ、第１の、第２、及び最後の行の信号がサブステップＥ３２によって処理される期間Ｔ６１、Ｔ６２、及びＴ６Ｎ１を示している。図５のタイムチャートとは対照的に、タイムチャートＣ６ＲＡＺ、Ｃ６ｅｘｐｏ、Ｃ６１、Ｃ６２、及びＣ６Ｎｌは、露光期間Ｔｅｘｐｏの完了の際に、まず、第１行のＮｃ信号が処理され、これに第２行のＮｃ信号が後続し、且つ、対応する信号の処理が、最後の行まで、以下同様に継続されることを示している。この後に、第１の行、第２の行、及び後続の行の２回目の処理が、最後の行まで実行される。最後の行を処理するサブステップＥ３２のＮ回の反復の後に、平均値取得ステップＥ３５と、次いで、事後処理ステップＥ４及び利用及び／又は表示ステップＥ５と、を実行してもよい。画像を取得する新しいステップＥ２を実行することもできる。
【００５４】
図５及び図６に示されている特定の実施形態によれば、すべての感光点の電荷を表すアナログ信号は、それぞれの感光点に対する処理サブステップＥ３２のＮ回の反復の後に、ゼロにリセットされる。従って、２枚の連続した有用な画像を考慮すれば、第１画像を得るためのサブステップＥ３２のＮ回の反復に伴うアナログ信号のゼロへのリセットは、次の画像を得るための先行するステップＥ２のゼロへのリセットに対応している。
【００５５】
図７は、タイムチャートにより、本発明による方法の別の特定の実施形態を示しており、この場合に、Ｎは２に等しい。第１タイムチャートＣ７ｅｘｐｏは、画像を取得するステップＥ２の期間Ｔｅｘｐｏを示している。３つのタイムチャートＣ７１、Ｃ７２、及びＣ７Ｎｌは、それぞれ、第１の、第２の、及び最後の行がサブステップＥ３２によって処理される期間Ｔ７１、Ｔ７２、及びＴ７Ｎｌを示している。その他の３つのタイムチャートＣ７ＲＡＺ１、Ｃ７ＲＡＺ２、及びＣ７ＲＡＺＮｌは、第１の、第２の、及び最後の行のアナログ信号がそれぞれゼロにリセットされる期間ＴＲＡＺ１、ＴＲＡＺ２、及びＴＲＡＺＮｌを示している。この特定の実施形態によれば、検討対象の行のすべての感光点の電荷を表すアナログ信号は、次の行を検討する前に、ゼロにリセットされる。この実施形態は、連続的な露光期間Ｔｅｘｐｏに対して、或いは、少なくともすべての感光点から生成される信号の処理の持続時間全体を上回るものに対して、特に適合されている。図７において、感光点を露光させるステップＥ２は、読取りステップＥ３と並行して実行されるものと想定されている。信号を処理する操作の順序付けは、図５を参照して説明した可能性に従って実行され、即ち、処理サブステップＥ３２は、次の行を検討する前に、同一の行についてＮ回にわたって反復される。一方、第１行の信号を処理するＮ回のサブステップＥ３２の後に、これらの信号は、期間ＴＲＡＺ１においてゼロにリセットされる。この後に、期間ＴＲＡＺ２においてゼロにリセットされる前に、第２行の信号がＮ回にわたって処理され、且つ、期間ＴＲＡＺＮｌにおいてゼロにリセットされる前に、マトリックス２、２’、又は２’’のすべての行について対応する信号のＮ回にわたる処理が最後の行まで以下同様に継続される。次いで、ステップＥ３５、Ｅ４、及びＥ５が実行される。この結果、この後に、新しい読取りステップＥ３により、新しい画像を取得し、様々な行の信号を連続的に処理することができる。
【００５６】
本発明は、画像取得チェーンのハードウェアの変更を要することなしに、単純且つ経済的な方式によって画像取得チェーンによって生成されるノイズを低減できるようにしている。感光点ごとに実行される処理操作の回数Ｎは、所望の信号対ノイズ比と、画像取得チェーンのハードウェアリソースと、に基づいて容易に適合させることができる。
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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【国際調査報告】
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