(57)【要約】本発明は、直接変換検出器アレイを補正するシステムや技術に関する。検出器アレイの光導電体（例；非晶質セレニウム）に印加された電圧に変化がある時、光導電体の境界面に電荷が生じる。このような電圧変化は、電源によって光導電体に供給される電圧が変わるために生じるものである。電圧変化のために光導電体の境界面に電荷が生じるかネット電荷密度の変化が生じ、これは、検出器アレイに放射線がぶつかる時に生じる電荷と非常に類似している。このようにして、検出器アレイの補正（例；均一度マップや欠陥テーブルの生成）が放射線の放出がなくても現場や工場の外で行われることができる。【選択図】図５
2013536412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１番目の電源を用いて直接変換検出器アレイの光導電体に第１電圧を印加するステップ；
２番目の電源を用いて第１電圧とは異なる第２電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第２電圧の電圧差によって第１電荷を生成するステップ；
第１電荷を検知するステップ；および
検知された第１電荷を用いて検出器アレイを補正するステップ；
を含むことを特徴とする直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項２】
前記第１電圧と第２電圧の電圧差が少なくとも１０Ｖであることを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項３】
検知された第１電荷を用いて補正するステップにおいて、光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、画素内のゲイン、画素内の欠陥、および増幅器内のゲインのうち少なくとも１つを補正することを特徴とする、請求項２に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項４】
前記第１電圧と第２電圧の電圧差が少なくとも１００Ｖであることを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項５】
検知された第１電荷を用いて光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、画素内のゲイン、画素内の欠陥、および増幅器内のゲインのうち少なくとも１つを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項4に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項６】
検知された第１電荷を用いて光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、画素内のゲイン、画素内の欠陥、および増幅器内のゲインのうち少なくとも１つを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項７】
プログラムによって光導電体に第１電圧を印加するステップ；
プログラムによって光導電体に第２電圧を印加するステップ；
プログラムによって第１電荷を検知するステップ；および
プログラムによって検知された第１電荷を用いて検出器アレイを補正するステップ；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項８】
２番目の電源を用いて光導電体に第２電圧を再印加するステップ；および
第１電圧と第２電圧の電圧差によって生じた電荷を検知するステップ；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項９】
１５分以内に直接変換検出器アレイを補正することを特徴とする、請求項７に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項１０】
３番目の電源を用いて第１電圧および第２電圧とは異なる第３電圧を光導電体に印加して、これらの電圧の電圧差によって第２電荷が生じるようにするステップと、
第２電荷を検知するステップ；および
検知された第１電荷と第２電荷を用いて検出器アレイを補正するステップ；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項１１】
３番目の電源を用いて第３電圧を印加する前に、１番目の電源を用いて第１電圧を再印加し、前記第２電荷が第１電圧と第３電圧の電圧差によって生じることを特徴とする、請求項１０に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項１２】
第２電圧を印加してから直ぐに第３電圧を印加し、第２電圧と第３電圧の電圧差によって第２電荷が生じることを特徴とする、請求項１０に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項１３】
プログラムによって光導電体に第１電圧を印加するステップ；
プログラムによって光導電体に第２電圧を印加するステップ；
プログラムによって第１電荷を検知するステップ；
プログラムによって光導電体に第３電圧を印加するステップ；
プログラムによって第２電荷を検知するステップ；および
プログラムによって検知された第１電荷と第２電荷を用いて検出器アレイを補正するステップ；
をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項１４】
検知された第１電荷を用いて検出器アレイを補正するステップにおいて、均一度マップと欠陥マップのうち少なくとも１つを生成することを特徴とする、請求項１に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項１５】
直接変換検出器アレイの光導電体から生じた電荷を検知し、該電荷が光導電体に印加された電圧の変化を表示することを特徴とする方法。
【請求項１６】
検知された電荷を用いて検出器アレイを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
検知された電荷を用いて検出器アレイを補正するステップにおいて、均一度マップと欠陥マップのうち少なくとも１つを生成することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
検知された電荷を用いて光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、画素内のゲイン、画素内の欠陥、および増幅器内のゲインのうち少なくとも１つを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
電源を用いて光導電体に供給される電圧を変化させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
検知された電荷を用いて検出器アレイを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
検知された電荷を用いて検出器アレイを補正するステップにおいて、均一度マップと欠陥マップのうち少なくとも１つを生成することを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
検知された電荷を用いて光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、画素内のゲイン、画素内の欠陥、および増幅器内のゲインのうち少なくとも１つを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記電荷が放射線の検知によって生じないことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
直接変換検出器アレイの光導電体に第１電圧を印加するステップ；
第１電圧とは異なる第２電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第２電圧の電圧差によって第１電荷を生成するステップ；
第１電荷を検知するステップ；
（１）第１電圧と第２電圧を光導電体に再印加し、再印加された第１電圧と第２電圧の電圧差によって第２電荷を生成するステップ；（２）第１電圧を光導電体に再印加し、（第１電圧および第２電圧とは異なる）第３電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第３電圧の電圧差によって第３電荷を生成するステップ；（３）（第１電圧および第２電圧とは異なる）第３電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第３電圧の電圧差によって第３電荷を生成するステップの（１）〜（３）のステップのうち少なくとも１つのステップ；
第２電荷と第３電荷のうち少なくとも１つを検知するステップ；および
検知された第１電荷と、検知された第２および第３電荷のうち少なくとも１つを用いて検出器アレイを補正するステップ；
を含むことを特徴とする直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項２５】
検知された第１電荷と、検知された第２および第３電荷のうち少なくとも１つを用いて光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、画素内のゲイン、画素内の欠陥、および増幅器内のゲインのうち少なくとも１つを補正するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【請求項２６】
検知された第１電荷と、検知された第２および第３電荷のうち少なくとも１つを用いて検出器アレイを補正するステップにおいて、均一度マップと欠陥マップのうち少なくとも１つを生成することを特徴とする、請求項２４に記載の直接変換検出器アレイの補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像撮影検査分野に関し、具体的には、ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナー、ラインスキャナー、その他の画像撮影装置（例；マンモグラフィーや一般の画像撮影装置）に備えられた直接変換検出器アレイやフラットパネル検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像撮影装置は、検査中の物体の内面の情報や画像を得るのに有用である。一般的に、放射線に物体が露出されると、物体の内面に吸収された放射線や物体を透過する放射線の量を基に２次元や３次元画像が形成される。物体の内面の密度が高いほどより多い放射線を吸収するため、骨や腫瘍や銃のような高密度内面は、その周りの脂肪組織や筋肉や服のような周辺の低密度内面に比べて画像として現れる。
【０００３】
画像撮影装置は、一般的に検出器アレイと輻射源とを備える。輻射源は、扇形や円錘形やくさび形の放射線を検査する物体に放射する。検出器アレイは、物体を中心に輻射源の正反対側に位置し、多数の画素を含んでおり、これらの画素にぶつかる放射線を検知する。また、画素は、アナログやデジタル信号を連続して出力し、（検知された放射線に比例する）電荷密度が画素によって測定されると、画素は電荷密度を表示する信号の変化やパルスを放出する。画素から放出された信号はデジタルドメインに変換され、透過率が高い部分や低い部分を見せる物体の画像を作るのに用いられる。
【０００４】
画像撮影装置は、検出器アレイや電子機器（例；増幅器や読出器など）によるゲイン（ｇａｉｎ）、オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）、欠陥などを校正するために周期的に補正されなければならない。このような補正は、画像撮影装置に検出器アレイを連結する前に工場で行うことが一般的である。このような補正は、通常、検査する物体を用いることなく行うエアースキャン（ａｉｒ  ｓｃａｎ）や特徴が知られた物体をスキャンする平面スキャン（ｆｌａｔ  ｆｉｅｌｄ  ｓｃａｎ）の間に行われる。補正をする間、検出器アレイは、検査される放射線（例；Ｘ線）を表示するパルスを放出する。何の物体もないか特徴が知られた物体があるため、各々の画素から生じたパルスは予定された特徴を示すと予想されており、このような予定された特徴と比較することができる。パルスの実際の特徴と予定された特徴との間の不一致がエラー（例；ゲインや欠陥など）に寄与しており、このようなエラーを校正する校正因子が確認される。物体の検査中に画素から生じたパルスに校正因子を適用して画質を改善する。
【０００５】
このような補正技術は、エラーを減らして最終画質を改善するのに効果的であることが証明されたが、色々な制限や短所がある。例えば、工場校正は、光子雑音の影響を減らすために露出回数を６０回以上に多くしなければならないため、多くの時間がかかる。また、このような校正法では、放射線の放出が必要であるため、安全措置が必要である。例えば、技術者が補正をモニターしなければならない。したがって、技術者の時間が消耗し、画像撮影装置が作動中である間には輻射装置は使えない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来のこのような問題点を克服する直接変換検出器アレイの補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による方法は、１番目の電源を用いて直接変換検出器アレイの光導電体に第１電圧を印加するステップ；２番目の電源を用いて第１電圧とは異なる第２電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第２電圧の電圧差によって第１電荷を生成するステップ；第１電荷を検知するステップ；および検知された第１電荷を用いて検出器アレイを補正するステップを含む。
【０００８】
また、本発明は、直接変換検出器アレイの光導電体から生じた電荷を検知し、該電荷が光導電体に印加された電圧の変化を表示する方法も提供する。
【０００９】
なお、本発明は、直接変換検出器アレイの光導電体に第１電圧を印加するステップ；第１電圧とは異なる第２電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第２電圧の電圧差によって第１電荷を生成するステップ；第１電荷を検知するステップ；（１）第１電圧と第２電圧を光導電体に再印加し、再印加された第１電圧と第２電圧の電圧差によって第２電荷を生成するステップ；（２）第１電圧を光導電体に再印加し、（第１電圧および第２電圧とは異なる）第３電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第３電圧の電圧差によって第３電荷を生成するステップ；（３）（第１電圧および第２電圧とは異なる）第３電圧を光導電体に印加して、第１電圧と第３電圧の電圧差によって第３電荷を生成するステップの（１）〜（３）のステップのうち少なくとも１つのステップ；第２電荷と第３電荷のうち少なくとも１つを検知するステップ；および検知された第１電荷と、検知された第２および第３電荷のうち少なくとも１つを用いて検出器アレイを補正するステップ、を含む直接変換検出器アレイの補正方法も提供する。
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の画像撮影装置のブロック図である。
【図２】検出器アレイのブロック図である。
【図３】データ取得器の薄膜トランジスタと他の部分の回路図である。
【図４】本発明の方法のフローチャートである。
【図５】直接変換検出器アレイを補正する方法のフローチャートである。
【図６】コンピューターが読める媒体を用いて本発明を実現する他の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を参照して本発明について説明するが、図面では同じ部分は同じ符号で表示する。以下の説明は理解しやすくするための例であるだけで、本発明の範囲を制限するものではない。本発明を容易に説明するために、構造と装置をブロック図として表示する。
【００１３】
画像撮影装置の直接変換検出器アレイやフラットパネル検出器を補正するのに１つ以上のシステムや技術が利用される。直接変換検出器アレイを補正する間、本明細書において直接変換物質（例；非晶質セレニウム）とも呼ばれる光導電体に印加される電圧が変わる。このような電圧変化は光導電体内の電流変位を引き起こし、このため、光導電体に放射線がぶつかった時と類似するように電荷が生じる。このように電圧変化によって生じる電荷や電荷密度の変化を利用して直接変換検出器アレイを補正する。該方法により、例えば、均一度マップやゲインテーブルを作ることができる。このようなマップやテーブルは、欠陥のない均一な画像を作るのに用いられる。
【００１４】
図１は、メディカルセンターでマンモグラフィー（ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ）に用いられる画像撮影装置１００のブロック図である。当業者であれば分かるように、該画像撮影装置の特定構成は所望の機能に応じて異なるため、ここで説明する画像撮影装置や技術は例示した画像撮影装置１００の構成に限定されないことを理解しなければならない。すなわち、当分野で知られた放射線撮影装置の他の構成も本発明で採択することができる。例えば、本発明の画像撮影装置は一般のメディカルセンターで用いられるＣＴスキャナーと類似する構成を採択することができ、このようなスキャナーはドーナツ形態からなり、検診する対象物をドーナツの中心に置いておく。一方、本発明の画像撮影装置が空港の保安検索台に用いられる手荷物スキャナーと類似する線形スキャナーであってもよい。
【００１５】
図示したように、該画像撮影装置１００は、一般的に（人体組織や手荷物などの）物体を検査する検査器１０２を有する。検査した物体の画像はコンピューターのような端末１０８のモニターに表示され、例えば、人が見ることができる。このようにして、肉眼で見ることができない物体の特徴（例；腫瘍や骨折など）が画像として表示され、それにより、使用者１２６がこれを見ることができる。一方、該画像撮影装置が空港の手荷物スキャナーである場合、カバンの中の危険物をスキャンや検査によって確認することができる。
【００１６】
検査器１０２は、検査する物体を検査し、該検査と関連するデータを画像撮影装置１００の他の要素に転送する。何よりも、該検査器１０２は、輻射源１１６と検出器アレイ（１２４；ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ａｒｒａｙ）とを備える。輻射源１１６は、扇形、円錘形、くさび形などの放射線を検査器１０２の検査区域１２２に放射する。
【００１７】
物体の模様（例；質量、癌、武器など）によって物体の部分ごとに透過する輻射量が異なる（例えば、物体内に透過量の大きい部分と低い部分とがある）。例えば、物体の他の部分に比べて密度が高い部分は放射線の透過量が低い。透過量の変化を利用して物体の模様に関する画像を作ることができる。例えば、人体組織を検査器１０２で検査すると、密集度が高い細胞（例；癌細胞）部分は（ほぼ見えない）健康な細胞より画像により明確に表示される。
【００１８】
検査区域１２２に位置した物体を透過する放射線は、該物体を中心に輻射源１１６の正反対側に位置する検出器アレイ１２４によって検知される。図２においてより詳しく説明するが、検出器アレイ１２４は、直接変換方式の検出器アレイである。当業者であれば分かるように、直接変換検出器アレイは、検知された放射線から生じた輻射エネルギーを検出器アレイ１２４の直接変換物質である光導電体を用いて電荷に変換する。直接変換検出器アレイにおいて、放射線の光子は直接変換物質と反応して電子−正孔対を作り、直接変換物質のインターフェース（例；検出器アレイの隣接画素）に集まる電荷を作ってネット電荷密度（ｎｅｔ  ｃｈａｒｇｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ）を作り出す。直接変換物質の例としては、非晶質セレニウム、ＣＺＴ（ｃａｄｍｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｅｌｌｕｒｉｄｅ）、シリコン、その他の当業界で知られた直接変換物質が挙げられる。
【００１９】
透過率が高い低密度区域を透過する放射線は、輻射エネルギーが高いため、高密度区域を透過する放射線より大きい電荷を作り出す。したがって、検出器アレイに放射線が衝突した時に生じる電荷が物体の特性を示す。検出器アレイ１２４の画素（例；ＴＦＴアレイ）は、該画素の近い空間にある直接変換物質区域に生じる電荷やネット電荷密度を検知し、検知された信号を示すデジタル／アナログ信号を生成する。ある場合は、画素が信号やパルスをほぼ連続して生成するか、電荷が検知された時に信号の変化を引き起こす。一方、このような画素が、電荷が検知される時まで、すなわち、電荷が検知されなければ信号を出さないようにすることもできる。
【００２０】
電源１１２によって初期電圧が直接変換物質に印加される。この場合、直接変換物質から生じた電荷を画素に輸送する電場が生じ得る。当業者であれば分かるように、印加された初期電圧は、例えば、直接変換検出器アレイ１２４の仕様（例；直接変換物質の厚さや種類）や画像撮影装置１００の適用例に応じて異なり得る。一例として、電源１１２を介して直接変換物質に２０００Ｖの初期電圧を印加することができるが、１０Ｖや２０Ｖのような他の電圧も印加することができる。初期電圧を印加する行為を一般的に直接転換物質をバイアス（ｂｉａｓ）するという。すなわち、初期電圧がかかった直接変換物質はバイアスされる。このような初期電圧は、検査期間の間に変わらないことが普通である。このように、直接変換物質によって検査期間の間に生じた電荷は放射線の検知に寄与する。
【００２１】
物体をより長く一定方向に固定しなければならない場合、支持台１１８，１２０を使って物体の方向を維持することができる。例えば、マンモグラフィーでは、乳房組織を平らにして画質を高めるために、支持台１１８，１２０を使って乳房組織を圧迫することができる。一方、物体を置いて検査区域１２２を通過させるのにベッドやコンベヤーベルトを使うこともできる。患者の頭部のように検査しない部分が放射線に露出されることを防止するためにシールド１１４を使う。
【００２２】
検査器１０２にデータ取得器１０４が連結される。データ取得器１０４は、検出器アレイ１２４によって検知された放射線に関する信号や情報やデータを収集する。検出器アレイ１２４の各画素から放出された信号がアナログドメインにあれば、データ取得器１０４は、公知のＡＤ変換技術を利用して該信号をデジタルドメインに変換したりもする。また、データ取得器１０４は、信号や該信号によって生じたデータを公知の技術を利用して物体の投射画像でコンパイルしたりもする。
【００２３】
データ取得器１０４に画像校正器１０６が連結される。画像校正器１０６は、信号から生じた画像内のアーチファクト、エラー、その他の画質低下要素を校正する。例えば、画像校正器１０６は、輻射源と検出器アレイの画素誤整列、検出器アレイ１２４のカバー（例；本分野においてＢｕｃｋｙｃｏｖｅｒと知られた炭素繊維保護層）の欠陥による信号のエラーを校正する。
【００２４】
当業者であれば分かるように、画像校正器１０６は、各々の画素に対する校正因子データベースを有しており、このような校正因子は、画像撮影装置１００の画素と直接変換物質と電子機器のゲイン（ｇａｉｎ）や欠陥によるエラーを緩和させる。検査する物体を用いることなく検査区域１２２において行うスキャンのようなエアースキャンや平面スキャンによってエラーが決定されるため、このようなデータベースを当業界ではエアーテーブルや校正テーブルともいう。当業者であれば分かるように、「エアーテーブル」や「校正テーブル」は、画像撮影装置１００の検出器アレイや他の電子機器の欠陥や不規則性を表示する情報のデータベースを意味するものとして広く用いられ、単にエアースキャンや平面スキャンによって決定されるものに限定されない。このようなテーブルは、校正を行うのに用いることができるゲインテーブルや均一度マップを示すデータを含むことができる。
【００２５】
エアースキャンによって確認されるいくつかのエラーは他の技術によっても確認することができる。したがって、エアーテーブルに関連するエラーのうち一部は、伝統的なエアースキャンによって確認できないものであるため、「エアーテーブル」という言葉は、厳密にはデータベースを意味することができないと言える。すなわち、「エアーテーブル」という言葉をエラーを校正する校正因子やエラーに対する数値を有するデータベースを説明するものとして使用することはできるとしても、エアースキャンから生じるエラーや校正因子を意味するものに限定することはないことを理解しなければならない。一方、データ取得器１０４が画像校正器１０６と共にまたは画像校正器の代わりに信号や画像の校正を行うこともできる。
【００２６】
画像撮影装置１００は、画像校正器１０６から画像データを受ける端末１０８をさらに含み、端末の例としてはコンピューターが挙げられる。モニターが付いている端末１０８は、物体の画像を保安要員や医師のような使用者１２６に表示する。このようにして、使用者１２６は画像を検査して物体内の関心区域を確認することができる。ある場合には、端末１０８が使用者の入力情報を受けることができ、このような入力情報は、検査器１０２を管理したり補正したりするのに用いられることができる。例えば、後述するが、検出器アレイ１２４の補正を行わなければならない時、端末１０８は、自動や使用者の入力を介して補正器１２８を管理する。
【００２７】
端末１０８に連結されたコントローラ１１０は、端末１０８から使用者の入力情報を受け、検査器１０２に実行される動作を表示する命令語を生成する。例えば、使用者１２６が再検査を望めば、コントローラ１１０は使用者の入力情報をコンピューター命令語に変換し、該命令語によって輻射源１１６が放射線をさらに出力することができる。
【００２８】
端末１０８に連結される補正器１２８は検査装置に対する補正を行うが、より具体的には、検出器アレイ１２４の補正を行う。例えば、後述するように、補正器１２８が検出器アレイ１２４に送られる電圧を明示することができる。一方、補正器１２８は、以前補正からの経過時間や補正回数に基づいて次の補正時期を決定することもできる。
【００２９】
以上の説明は、あくまでも例を挙げたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解しなければならない。例えば、画像撮影装置１００が投射空間データを断層画像合成法（ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）を利用して画像空間データに変換する画像再構成器を有してもよい。一方、補正器１２８が検出器アレイ１２４の一部分であるか、電源１１２が検査器１０２の一部分であってもよい。したがって、以上で説明した画像撮影装置の要素やその方向は、本発明の範囲から外れることなく、様々な変形や変更が可能である。
【００３０】
図２は、直接変換検出器アレイ２００の断面図であり、図１の２−２線に沿った断面図である。検出器アレイ２００は、検出器アレイの破損を防止するための炭素繊維層２０２を有し、該炭素繊維層は、検出器アレイ上に位置した輻射源（例；図１の１１６）から出た放射線は透過させる。該層２０２を当業者はＢｕｃｋｙ  ｃｏｖｅｒともいう。該層２０２には、炭素繊維の他に、破損は防止し放射線は透過させる特性を有する他の材料を用いることもできる。また、該層２０２を２つ以上の材料から構成し、そのうち１つは炭素繊維であってもよく、そうでなくてもよい。
【００３１】
検出器アレイ２００は、光導電体のような直接変換物質２０４を有し、直接変換物質は、輻射エネルギーを検知すると電荷を生成する。光子が直接変換物質を透過するため、電子−正孔対が生成され、電荷を作り出す。直接変換物質２０４はバイアスされ、電荷が漂流し始め、直接変換物質２０４の中に電流が生じ、直接変換物質２０４と検知層２０８との間の境界面や直接変換物質２０４とバイアス電極２０６との間の境界面の付近にネット電荷密度が生じる。生成される電荷量は、検知される輻射エネルギーの関数である。一般的に、輻射エネルギーが高いほど、電荷量（ネット電荷密度）が高くなる。したがって、生成される電荷が物体を透過する放射線量を表示する。
【００３２】
当業界で知られた数多くの直接変換物質、例えば、非晶質セレニウム、ＣｄＺｎＴｅ、シリコン、その他の輻射エネルギーを電荷に変換できる他の物質を本発明に用いることができる。
【００３３】
直接変換物質２０４に電流を作り出すか直接変換物質２０４の境界面に電荷が集まるようにするために、直接変換検出器アレイ２００は、初期電圧を直接変換物質２０４にかけるためのバイアス電極２０６を含む。このようにして、検知層２０８の画素に近い直接変換物質２０４の境界面に電流が流れ、電荷密度が生じる。例えば、電源２１０（例えば、図１の１１２）から生じる２０００Ｖの電圧をバイアス電極２０６にかけると、直接変換物質２０４がバイアスされる。
【００３４】
図４〜５で説明するが、バイアス電極２０６は補正にも用いられる。例えば、バイアス電極２０６を介して直接変換物質２０４にバイアス電圧をかけた後、バイアス電極２０６を介して２次電圧を直接変換物質２０４にかけると、電場に変化が生じる。このような電場の変化は、検知層２０８に近い直接変換物質２０４の境界面に電荷を発生させる。したがって、該境界面での電荷密度が（制御可能に）変わり得るし、このような現象は放射線透過による電荷密度の変化と類似している。
【００３５】
ＴＦＴアレイやＣＭＯＳアレイのような検知層２０８に近い直接変換物質２０４の境界面に生じる電荷やネット電荷密度は、検出器アレイ２００の検知層２０８の画素によって検知される。放射線が検出器アレイ２００を浸透した位置の近くにある画素が電荷を検知し、他の画素はそうでないのが一般的である。したがって、放射線を出す輻射源の焦点から電荷を検知する画素まで仮想の線を描いて放射線の軌跡を判断することができる。当業者であれば分かるように、多数の２次元投影を通じて物体の３Ｄ画像を再構成する断層撮影法のような再構成技術には軌跡の把握が非常に重要である。
【００３６】
図３は、データ取得器１０４（例えば、図１の１０４）の画素部であってもよい薄膜トランジスタ３０２と他の部分の回路図３００である。放射線浸透によって直接変換物質２０４から生じるかバイアス電極２０６を介して直接変換物質にかかった電圧変化によって境界面に生じる電荷が入力端３０４に入る。薄膜トランジスタ３０２は、貯蔵キャパシタ３０６とスイッチ３０８とを有する。貯蔵キャパシタ３０６は、スイッチ３０８が開放された間に電荷を貯蔵する。スイッチ３０８が閉じられると、キャパシタ３０６に貯蔵された電荷がスイッチを介して増幅器３１０に入り、増幅器はスイッチに連結される。増幅器３１０は電荷を電圧に変換し、該電圧は増幅器に連結された読出器３１２に送られる。読出器３１２は、サンプリングを行い、アナログ信号をデジタルに変換する。増幅器３１０に連結されたキャパシタ３１４は電流の逆流を減らすか軽減する。
【００３７】
図３の回路図３００は例を挙げたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、増幅器３１０が薄膜トランジスタ３０２の一部分であってもよく、薄膜トランジスタやデータ取得器の構成が異なってもよい。
【００３８】
図４は、本発明による方法４００のフローチャートである。該方法４００は、４０２ステップから始まり、４０４ステップでは、検出器アレイの（非晶質シリコンのような）光導電体や直接変換物質から生じた電荷を検知する。該電荷は、図２のバイアス電極２０６を介して直接変換物質に印加された電圧の変化を表示する。例えば、接地されるか０Ｖであってもよい第１電圧を第１時間の間光導電体をバイアスするように印加し、第１電圧とは異なる第２電圧を第１時間に続く第２時間の間光導電体に印加する。
【００３９】
電荷量は、検出器アレイの光導電体の種類や厚さとゲイン設定（ｇａｉｎ  ｓｅｔｔｉｎｇ）とこれにかかった初期電圧によって変わり得る。例えば、１０Ｖ程度の電圧の変化は低露出放射線量に相当し得る。また、１００Ｖ程度の電圧の変化は高露出放射線量に相当し得る。ここで用いる「変化」とは、印加される電圧の増減を意味する。すなわち、初期電圧が２０００Ｖであり、２番目に印加された電圧が２０１０Ｖであれば、電圧変化は＋１０Ｖであり、２番目の電圧が１９９０Ｖであれば、電圧変化は−１０Ｖである。
【００４０】
検知される電荷や電荷密度の変化は、検出器アレイを補正するのに用いられる。例えば、検知された電荷を用いて、当業界でよく知られた均一度マップや、ゲインテーブルや他の補正テーブル（例；エアーテーブル／校正テーブル）を作ることができる。このように、検知された電荷を用いて、光導電体内の不均一度、光導電体内の欠陥、増幅器３１０内のゲイン、画素内のゲイン、および／または検知層２０８内の欠陥のうち少なくとも１つを補正することができる。このようにして、検査期間の間、検出器アレイやデータ取得器の信号やデータ出力に適用され得る校正因子を（放射線放出が必要な）エアースキャンなしで補正することができるため、該補正を現場や製造施設の外で行うことができる．すなわち、検出器アレイ２００の直接変換物質層２０４の欠陥やエラーを放射線なしで確認することができる。ある補正過程では、検出器アレイのカバー２０２内の欠陥や放射線フィルタ内の欠陥や焦点の誤整列を検知するのに放射線が不要であることもある。
【００４１】
該方法４００は４０６ステップで終わる。
【００４２】
図５は、図２の検出器アレイ２００のような直接変換検出器アレイを補正する方法５００のフローチャートである。該方法は５０２ステップから始まり、５０４ステップでは、１番目の電源２０８を用いて、直接変換検出器アレイの光導電体に第１電圧を印加する。前述したように、第１電圧は光導電体をバイアスするため、放射線を検知した時に放射線の浸透のために生じる電圧変化によって電荷が生じる。
【００４３】
５０６ステップでは、２番目の電源を用いて、光導電体に第２電圧を印加する。第１電圧とは異なる第２電圧のために画素（例；ＴＦＴアレイ）に隣接した光導電体の境界面に第１電荷が生じる。すなわち、第１電圧と第２電圧の電圧差により、光導電体の境界面に第１電荷および／またはネット電荷密度の変化が生じる。印加される電圧の変化は、光導電体の種類および／または厚さ、実行される補正の種類、および／または検出器のゲイン設定（ｇａｉｎ  ｓｅｔｔｉｎｇ）の関数であってもよい。（生成される電荷量を示す）ネット電荷密度は電圧変化の関数である。例えば、１００Ｖの電圧変化から生じるネット電荷密度は１０Ｖの電圧変化に比べて大きい。
【００４４】
１番目／２番目の電源において用いられた「１番目」と「２番目」という言葉は、必ずしも２個の異なる電源があることを意味するものではない。すなわち、１番目と２番目の電源が、ある場合は同じ電源であってもよく、ある場合は異なる電源であってもよい。
【００４５】
５０８ステップにおいて、第１電荷や他のネット電荷密度が検知される。一般的に、電荷は検出器アレイの検知層２０８の画素によって検知される。一例として、薄膜トランジスタ３０２の画素は、各々の画素に隣接した光導電体の境界面に生じた電荷を収集する。一方、検出器アレイが他種類の画素配列、例えばＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｘｏｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）配列を有してもよい。一般的に、このような画素配列の画素は電荷を周期的に放出し、連続して放出される信号中のパルスがこのような電荷を示す。
【００４６】
５１０ステップにおいて、検知された第１電荷を用いて検出器アレイを補正する。すなわち、第１電荷を用いて検出器アレイ、増幅器、読出器などのエラーを確認して、該エラーを校正する校正因子を確認する。例えば、検知された第１電荷を用いて、均一度マップ、ゲインテーブルおよび／または他のエアーテーブルを作り、これらは物体を検査する間、各々の画素から生じた信号／パルスを校正するのに用いられる。すなわち、検知された電荷は、光導電体内の不均一度と欠陥、画素内のゲイン、増幅器３１０のような他の電子素子内のゲインのうち少なくとも１つを補正するのに用いられる。このようにして、（エアースキャンによって生じる）エアーテーブルや校正テーブルを放射線の放出がなくても作ることができる。
【００４７】
このような行為は校正の正確度が確保される時まで何度も繰り返すことができる。例えば、２番目の電源を用いて（例えば、光導電体が第１電圧状態に戻ったら）光導電体に第２電圧を再び印加し、第１電圧と第２電圧の電圧差から生じた電荷を第１電荷から生じたデータと比較する。このような方式により、検査期間の間信号やデータに適用される校正因子の正確度を改善して、校正因子の不正確度によって信号やデータに（画質を悪化させる）他のエラーが生じないようにする。
【００４８】
また、（１番目と２番目の電源とは異なるかこれらの電源のうち１つであってもよい）３番目の電源を用いて光導電体に第３電圧を印加することもできる。第３電圧は第１および第２電圧とは異なる。第１電圧と第３電圧のうち少なくとも１つと第２電圧および第３電圧との間の電圧差によって第２電荷が生じる。言い換えれば、第２電圧がかかっている間に第３電圧が印加され、第２電圧と第３電圧の電圧差によって第２電荷が生じるか、第２電圧でない第１電圧がかかっている間に第３電圧が印加され、第１電圧と第３電圧の電圧差によって第２電荷が生じる。すなわち、３個以上の電圧を印加する時、これらの電圧をパルスモードで印加すると、電圧変化の間に光導電体がベースライン電圧（例；第１電圧）に復帰し、これらの電圧を階段モードで印加すると、他の電圧を印加する前には光導電体がベースライン電圧に復帰しない。階段モードでは、第２電圧が印加され、第１電荷が生じた後、光導電体がベースライン電圧（例；第１電圧）に復帰する前に第２電圧が印加され、第２電荷が生じる。当業者であれば分かるように、パルスモードや階段モードの選択は、検出器アレイに用いられる光導電体に左右される。例えば、光導電体の電流漏れが高いかシステムが低いフレーム速度モードにあれば、階段モードよりはパルスモードがより適切である。逆に、光導電体の電流漏れが低いかシステムが高いフレーム速度モードにあれば、階段モードがより好ましい。
【００４９】
第１電荷と同様に、第２電荷も検知層２０８によって検知され、検出器アレイや他の素子を補正するのに用いられる。例えば、検出器アレイから生じたエラーや該エラーを校正するための校正因子を第１電荷と第２電荷の両方ともを用いて確認することができる。このようにして、より多いデータを用いてエラーおよび／または校正因子を確認することができるため、データを１つ用いる時より正確度を改善することができる。
【００５０】
該方法は５１２ステップで終了する。
【００５１】
図６は、コンピューターが読める媒体を用いて本発明を実現する他の実施形態６００のブロック図である。該実施形態のコンピューターが読める媒体６０２としては、フラッシュドライブ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ハードディスクドライブのプラッターがあり、ここからコンピューターが読めるデータ６０４が暗号化される。コンピューターが読めるデータ６０４は、以上で説明した原理に従って動作するコンピューター命令語６０６を含んでいる。一例として、図４の方法４００や図５の方法５００のような方法６０８をプロセッサ−実行命令語６０６で実行することができる。一方、このようなプロセッサ−実行命令語６０６が図１の画像撮影装置１００を実行することもできる。当業者であれば、本発明を実現するのに用いることができる多くのコンピューターが読める媒体を導き出すことができるであろう。
【００５２】
以上で説明した本発明の装置や技術から、当業者であれば、多くの長所を見出すことができるであろう。例えば、本発明の方法は、放射線がなくても校正を行うことができるため、プログラムによっても自動でも実行することができる。すなわち、コンピュータープログラムが一定の時間ごとにまたは一定の検査回数が経過したごとに自動で補正を行うようにすることができる。したがって、従来に放射線に露出されたまま補正過程を監視しなければならなかった技術者が補正を監視する必要がない。また、プログラムによって補正を行うことができるため、夜間のように装置を使用しない時間に補正を行うこともできる。
【００５３】
以上で説明したシステムや方法は補正速度をさらに上げることができる。例えば、放射線を使った既存の補正過程では、光子雑音を減らすために放射線に６０回以上の多くの回数で露出されなければならず、このために補正をするのに２時間以上の時間がかかるが、本発明による補正過程では、露出回数と露出時間を減らすことができるため、補正時間を大幅に短縮することができる。例えば、補正過程を５分内に完了することができ、一般的に３０分以上はかからない。また、従来には、補正過程の間少なくとも６０個の画像が生じたが、本発明によれば、３０個未満の画像のみが生成される。
【００５４】
また、光導電体に電圧がかかるため、光導電体や画素配列や光導電体を作動させる他の電子素子内の欠陥をカバーや放射線フィルタの欠陥と分離することができる。すなわち、放射線が必要な従来の補正過程では、読出器３１２の前でエラーを測定する方法がなかったため、放射線フィルタやカバーや光導電体や画素配列によるエラーを区分することが難しかった。本発明では、光導電体を含んで光導電体を実行させるシステム部分から生じるエラー／欠陥が本発明によるデータ形態で現れるため、光導電体を実行させるシステム部分から生じるエラー／欠陥を区分することができる。すなわち、以上で説明した補正技術から生じたデータでないエアースキャンから生じたデータ形態で現れるエラー／欠陥が光導電体を実行させるシステム部分から生じるものである。
【００５５】
本明細書に使用された“実施例”という言葉は、広義の意味として理解しなければならない。また、本明細書で別に単数の表現がない限り、すべての表現は、“一つ以上”の“複数”を意味すると理解しなければならない。
【００５６】
以上の説明は、あくまで、理解しやすくするための例であるだけで、本発明の範囲を限定するわけではなく、当業者なら以上の説明からいろんな変形や変更を容易に予想できることで、発明の範囲は特許請求範囲の記載によって限定される。
【図１】
2013536412.tif 000003
【図２】
2013536412.tif 000004
【図３】
2013536412.tif 000005
【図４】
2013536412.tif 000006
【図５】
2013536412.tif 000007
【図６】
2013536412.tif 000008
【国際調査報告】
2013536412.tif 000009
2013536412.tif 000010