【事件の表示】
　特許第２９５１０２０号「光検出器のアレイから画像データを読み出す方法及び画像検出器システム」の請求項１２、１３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９５１０２０号の請求項１２ないし１３に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第２９５１０２０号の請求項１２及び１３に係る発明は、平成３年２月２７日に特許出願され、平成１１年７月９日にその特許権の設定登録がなされ、その後、井口諭より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年１月１８日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
ア．訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１２の記載について、「ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の少なくとも一部の前記光検出器が選択手段によりその列に対する個別の出力線に接続されている光検出器のアレイ」とあるのを、「ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の第１の部分の前記光検出器が第１の選択手段によりその列に対する個別の第１の出力線に接続されていると共に各列の第２の部分の前記光検出器が第２の選択手段によりその列に対する個別の第２の出力線に接続されている光検出器のアレイ」と訂正する。
イ．訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項１２の記載について、「前記選択手段を駆動して、ｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記出力線に同時に印加する工程」とあるのを、「前記第１及び第２の選択手段を駆動して、前記第１及び第２の列部分の双方でｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記第１及び第２の出力線に同時に印加する工程」と訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａは、発明を特定する事項である「各列の少なくとも一部の前記光検出器が選択手段によりその列に対する個別の出力線に接続されている」という記載をこれに含まれる事項である「各列の第１の部分の前記光検出器が第１の選択手段によりその列に対する個別の第１の出力線に接続されていると共に各列の第２の部分の前記光検出器が第２の選択手段によりその列に対する個別の第２の出力線に接続されている」という記載に変更するもので、この記載については、願書に添付された明細書の段落【００２３】に「アレ―の各検出素子から信号を読出すために必要な時間の長さを短かくするため、検出素子列は図３に示すように２群に分けることができる。ｎ行の検出器アレ―２６のこの例では、行１から行ｎ／２までの検出素子４０′が第１群の共通の信号線４７に接続されている。同時に、行（ｎ／２）＋１から行ｎまでの検出素子４０″は第２群の共通の信号線４９に接続されている。」と記載されているから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。
　また、訂正事項ｂは、発明を特定する事項である「前記選択手段を駆動して、ｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記出力線に同時に印加する工程」をこれに含まれる事項である「前記第１及び第２の選択手段を駆動して、前記第１及び第２の列部分の双方でｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記第１及び第２の出力線に同時に印加する工程」に変更するもので、この工程については、願書に添付された明細書の段落【００２３】に「この例では、アレ―の上半分の検出素子４０′をアレ―の下半分の検出素子４０″と同時に読み出すことができる。」と記載されており、また、段落【００４７】及び【００４８】の記載に基づくものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。
　したがって、上記訂正は、いずれも、新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号。以下「平成６年改正法」という。）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年改正法による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
（１）申立ての理由の概要
　申立人井口諭は、請求項１２及び１３に係る発明は、甲第１号証（特開昭６２−２９３３号公報）に記載された発明であるから特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し、また、甲第１号証（特開昭６２−２９３３号公報）に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、特許を受けることができないものであるから、特許を取り消すべきと主張している。
（２）本件の請求項１２及び１３に係る発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１２及び１３に係る発明は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１２及び１３に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１２】　ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の第１の部分の前記光検出器が第１の選択手段によりその列に対する個別の第１の出力線に接続されていると共に各列の第２の部分の前記光検出器が第２の選択手段によりその列に対する個別の第２の出力線に接続されている光検出器のアレイから画像データを読み出す方法であって、
（ａ）　前記第１及び第２の選択手段を駆動して、前記第１及び第２の列部分の双方でｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記第１及び第２の出力線に同時に印加する工程と、
（ｂ）　ｑ個の出力線の群からの信号を加算して組み合わせることによりそれぞれが発生される複数の組み合わせ出力信号を発生する工程と、
（ｃ）　前記検出器アレイの他の行群に対して工程（ａ）及び（ｂ）を反復する工程とを備えており、
　ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、整数であり、ｐ及びｑはいずれも、１よりも大きい光検出器のアレイから画像データを読み出す方法。
【請求項１３】　ｍはｎに等しく、ｐはｑに等しい請求項１２に記載の方法。」
（３）刊行物等
　特許異議申立人が証拠として提示した刊行物である特開昭６２−２９３３号公報（甲第１号証）には、以下のような発明が記載されている。
　「（１）被検体の透過Ｘ線情報を画素単位で電気信号に変換して蓄積し、且つ、蓄積した電気信号を画素単位で読み出し可能な検出器を有し、この検出器より読み出した電気信号を基に被検体のＸ線像を可視化するＸ線診断装置において、透視モード、撮影モード及び撮影部位に応じて前記検出器の読み出しアドレスを制御する制御部と、透視モード時に前記検出器より読み出された情報を、検出器のマトリクス上近傍画素毎に加算する加算手段とを具備することを特徴とするＸ線診断装置。
（２）前記制御部は、透視モード時に、前記検出器のマトリクス上列方向の複数画素毎に同時に読み出し制御し、また、撮影モード時に、撮影の所望部位の情報が蓄積されているところの画素情報を画素毎に読み出し制御するものである特許請求の範囲第１項に記載のＸ線診断装置。」（１頁、特許請求の範囲）であり、「前記２次元固体検出器６は、例えばその等価回路を第２図に示すように、ダイオード１３ａとコンデンサ１３ｂとの並列回路（１画素に相当）が２０４８個×２０４８個整然と２次元的に配列され、且つ、画並列回路毎に薄膜トランジスタを用いたスイッチ１３ｃが直列接続されて成るものであり、読み出し信号Ｓ１〜Ｓ２０４８でスイッチ１３ｃをオンさせることにより各画素毎の情報Ｉ１〜Ｉ２０４８を読み出すことができる。」（２頁左下欄１１〜１９行）こと、「この演算部１０は、Ａ／Ｄ変換器９−１〜９−２０４８に対応して配置されたラッチ回路と、このラッチ回路４個毎の出力を加算する加算手段１０ａと、各ラッチ回路の出力又は加算手段１０ａの出力を選択して出力するセレクタ１０ｂとを有して成る。尚、第４図においては、ラッチ回路１０−１〜１０−２０４８中１０−１〜１０−４のみを示す。」（３頁左上欄７〜１４行）こと、「２次元固体検出器６よりの情報の読み出しは次のように行われる。
＜透視モード＞
　透視モードにおいては、撮影の位置決めを行う関係上、高速、広視野かつ高感度であることが望ましい。
　そこで、この透視モードには、２０４８×２０４８マトリクス画像を１６ピクセル加算することにより５１２×５１２マトリクス画像とし、これを３２フレーム／ｓｅｃで収集する加算高速モード（ＳＵＭ−ＨＳ）が適用される（第５図参照）。
　ＲＡＭ７ａには、読み出し信号Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ５〜Ｓ８，Ｓ９〜Ｓ１２，・・・の如く、４個の信号毎に同時に高レベルとなるデータが書き込まれ、また、ＲＡＭ７ｂには、スイッチ駆動信号ＳＹ１〜ＳＹ２０４８が同時に高レベルとなるデータが書き込まれるものとする。この書き込みはモード切り換え時などに行う。
　アドレスクロックＢＸの入力に応じて、読み出し信号Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ５〜Ｓ８，Ｓ９〜Ｓ１２，・・・毎に順次高レベルになる。すると、２次元固体検出器６のマトリクス上４列毎の情報読み出しが行われる。この時、ＲＡＭ７ｂの出力たるスイッチ駆動信号ＳＹ１〜ＳＹ２０４８が同時に高レベルとなることから、各行のうちＳ１〜Ｓ４に対応する画素の情報がそれぞれ行毎に加算されて出力される。そして、積分器群８により積分され、Ａ／Ｄ変換器９によりディジタル信号に変換された後、演算部１０に入力される。」（３頁右上欄８行〜同頁左下欄１６行）ことが記載されている。
（４）対比・判断
　本件の請求項１２に係る発明と上記刊行物に記載の発明とを対比すると、上記刊行物に記載の発明には、本件の請求項１２に係る発明を特定する事項である、「ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の第１の部分の前記光検出器が第１の選択手段によりその列に対する個別の第１の出力線に接続されていると共に各列の第２の部分の前記光検出器が第２の選択手段によりその列に対する個別の第２の出力線に接続されている光検出器のアレイから画像データを読み出す方法であって、前記第１及び第２の選択手段を駆動して、前記第１及び第２の列部分の双方でｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記第１及び第２の出力線に同時に印加する工程」を備えておらず、当該事項により本件の請求項１２に係る発明は、アレイの上半分の光検出器をアレイの下半分の光検出器と同時に読み出すことができるとともに、データ低減を行うことができるという顕著な効果を奏するものであり、本件の請求項１２に係る発明が上記刊行物に記載された発明であるとも、上記刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともいえない。
　また、本件の請求項１３に係る発明は、本件の請求項１２に係る発明をさらに限定したものであるので、本件の請求項１２に係る発明と同様に、上記刊行物に記載された発明であるとも、上記刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともいえない。
（５）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件の請求項１２及び１３に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項１２及び１３に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年２月６日（２００１．２．６）
【訂正の要旨】
　特許第２９５１０２０号発明の明細書を、本件の平成１３年１月１８日付け訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、すなわち特許請求の範囲の減縮を目的として下記のとおりに訂正する。
　特許請求の範囲の請求項１２の記載の「ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の少なくとも一部の前記光検出器が選択手段によりその列に対する個別の出力線に接続されている光検出器のアレイ」を「ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の第１の部分の前記光検出器が第１の選択手段によりその列に対する個別の第１の出力線に接続されていると共に各列の第２の部分の前記光検出器が第２の選択手段によりその列に対する個別の第２の出力線に接続されている光検出器のアレイ」に、また、「前記選択手段を駆動して、ｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記出力線に同時に印加する工程」を「前記第１及び第２の選択手段を駆動して、前記第１及び第２の列部分の双方でｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記第１及び第２の出力線に同時に印加する工程」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
光検出器のアレイから画像データを読み出す方法及び画像検出器システム
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　行列形式で設けられた光検出器のアレイから画像データを読み出す方法であって、
　（ａ）　前記アレイの実質的に中心にある少なくとも１行の前記光検出器からの信号を検知する工程と、
　（ｂ）　工程（ａ）で信号が検知された行の一方の側にある少なくとも１行の前記光検出器からの信号を検知する工程と、
　（ｃ）　工程（ａ）で信号が検知された行の他方の側にある少なくとも１行の前記光検出器からの信号を検知する工程と、
　（ｄ）　すべての行の前記光検出器からの信号が検知されるまで工程（ｂ）及び（ｃ）を反復する工程とを備えた行列形式で設けられた光検出器のアレイから画像データを読み出す方法。
　　【請求項２】　工程（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において単一の行の光検出器からの信号が検知され、工程（ｂ）及び（ｃ）において信号が検知される各行が、前に検知された光検出器の行に隣接している請求項１に記載の方法。
　　【請求項３】　互いに隣接している第１の複数の行の前記光検出器からの信号が、工程（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において同時に検知される請求項１に記載の方法。
　　【請求項４】　工程（ｂ）及び（ｃ）において信号が検知される第１の複数の行の各々が、前に信号が検知された光検出器の行に隣接している請求項３に記載の方法。
　　【請求項５】　前記光検出器からの信号を検知しているときはいつでも、第２の複数の隣接した列の前記光検出器から検知される信号を組み合わせる工程を更に含んでいる請求項３に記載の方法。
　　【請求項６】　前記第１の複数と前記第２の複数との比は、前記アレイの行数と列数との比と実質的に同じである請求項５に記載の方法。
　　【請求項７】　工程（ｂ）及び（ｃ）は、同時に実行される請求項１に記載の方法。
　　【請求項８】　ｍ及びｎを整数としてｎ行ｍ列に設けられた個別の光検出器を有しており、各列の前記光検出器の少なくとも一部がスイッチ手段により共通の列出力線に接続されている検出器アレイから画像データを読み出す方法であって、
　（ａ）　前記検出器アレイの中心にある最初の行群の前記光検出器からの信号を前記列出力線に印加する工程と、
　（ｂ）　前記最初の行群の一方の側にある行群の前記光検出器からの信号を前記列出力線に印加する工程と、
　（ｃ）　前記最初の行群の他方の側にある行群の前記光検出器からの信号を前記列出力線に印加する工程と、
　（ｄ）　すべての行の前記光検出器からの信号が前記列出力線に印加されるまで工程（ｂ）及び（ｃ）を反復する工程とを備えた検出器アレイから画像データを読み出す方法。
　　【請求項９】　工程（ｂ）及び（ｃ）においてそれらから信号を印加する前記光検出器の行群は、前にそれから信号を印加した行群に隣接している請求項８に記載の方法。
　　【請求項１０】　ｑ個の列出力線の群からの信号をｍ／ｑ個の組み合わせ出力信号に組み合わせる工程を更に含んでいる請求項８に記載の方法。
　　【請求項１１】　ｐを整数として、各群がｐ行の光検出器で構成されており、ｐ個の列出力線の群からの信号をｍ／ｐ個の組み合わせ出力信号に組み合わせる工程を更に含んでいる請求項８に記載の方法。
　　【請求項１２】　ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、
各列の第１の部分の前記光検出器が第１の選択手段によりその列に対する個別の第１の出力線に接続されていると共に各列の第２の部分の前記光検出器が第２の選択手段によりその列に対する個別の第２の出力線に接続されている
　（ａ）　
前記第１及び第２の選択手段を駆動して、前記第１及び第２の列部分の双方でｐ行の群の前記光検出器からの信号を前記第１及び第２の出力線に同時に印加する工程
　（ｂ）　ｑ個の出力線の群からの信号を加算して組み合わせることによりそれぞれが発生される複数の組み合わせ出力信号を発生する工程と、
　（ｃ）　前記検出器アレイの他の行群に対して工程（ａ）及び（ｂ）を反復する工程とを備えており、
　ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、整数であり、ｐ及びｑはいずれも、１よりも大きい光検出器のアレイから画像データを読み出す方法。
　　【請求項１３】　ｍはｎに等しく、ｐはｑに等しい請求項１２に記載の方法。
　　【請求項１４】　工程（ａ）が初めて実行されるときに、前記行群は前記アレイの中心に最も近く、その後工程（ａ）が実行されるたびごとに、前記行群は前記アレイの中心から順次離れてゆく請求項１２に記載の方法。
　　【請求項１５】　工程（ａ）が初めて実行されるときに、前記行群は前記アレイの中心に最も近く、その後工程（ａ）が実行されるたびごとに、前記群内の行は前記アレイの中心の両側から交互に選択される請求項１２に記載の方法。
　　【請求項１６】　ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレイであって、各列の光検出器は、スイッチ手段によりその列に対する個別の出力線に接続されており、ｍ、ｎ、ｐ及びｑが整数、ｐ及びｑがいずれも１よりも大きいとして、前記ｎ行はｐ行の群に分割されており、前記列出力線はｑ個の出力線の群に分割されている、光検出器のアレイと、
　１つの行群の前記光検出器からの信号を一度に前記出力線に同時に印加するように、前記スイッチ手段を順次駆動する手段と、
　各群の出力線からの信号を組み合わせ出力信号に組み合わせる手段とを備えた画像検出器システム。
　　【請求項１７】　前記組み合わせる手段は、
　各々の列出力線の信号を積分する個別の手段と、
　各群の列出力線の数ｑを選択的に画定する手段と、
　該画定手段に応答して、前記組み合わせ出力信号を発生するように、隣接したｑ個の出力線の各群に関連した前記積分する手段からの信号を加算する手段とを含んでいる請求項１６に記載の画像検出器システム。
　　【請求項１８】　前記組み合わせる手段は、前記組み合わせ出力信号の各々をディジタル化する手段を含んでいる請求項１７に記載の画像検出器システム。
　　【請求項１９】　前記組み合わせる手段は、
　各々の列出力線の信号を積分する個別の手段と、
　該積分する手段の各々からの積分信号をディジタル化する手段と、
　各群の列出力線の数ｑを選択的に画定する手段と、
　該画定手段に応答して、前記組み合わせ出力信号を発生するように、隣接したｑ個の出力線の各群に関連した前記ディジタル化手段からの信号を加算する手段とを含んでいる請求項１６に記載の画像検出器システム。
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、画像作成用の固体多重素子Ｘ線検出器を用いたＸ線システムに関し、更に詳しくは、検出素子から信号を読み出して、これらの信号を処理するための技術に関する。
　　　【０００２】
　　【従来の技術】
　従来のＸ線蛍光透視装置では、Ｘ線源から医療患者のような被分析対象を通してＸ線ビームを投射する。ビームが患者を通過した後、画像増倍管が通常、Ｘ線放射を可視光像に変換し、ビデオカメラが可視像からアナログビデオ信号を発生し、モニタに表示する。アナログビデオ信号を発生するので、自動輝度調節及び画像強調のための画像処理がアナログ領域で行われる。
　　　【０００３】
　最近、高分解能の固体Ｘ線検出器が提案され、この検出器は、各次元に３０００個から４０００個のホトダイオード検出素子の２次元アレイで構成されている。各素子は検出器に投射されるＸ線像の画素輝度に対応する電気信号を発生する。各検出素子からの信号は個別に読み出されてディジタル化され、その後に画像処理、記憶及び表示される。
　　　【０００４】
　このような検出素子の大型アレイによって得られる高分解能は多くの場合、患者の分析に有益である。しかしながら、高度の分解能が必要でない場合には、義務として課されるアレイからの大量のデータの処理によって、画像処理時間が妥当な所要時間よりも著しく長くなる。更に、Ｘ線システムによっては、このような高度の分解能を備えた検出器を必要としない。この場合、より小型のマトリクス検出器で十分である。しかしながら、この場合、所要分解能が異なるＸ線装置ごとに大きさの異なる検出器を作成するのではなくて、より大きいマトリクス検出器を用いる方がコスト効率が良いことがあり得る。このいずれの場合も検出器が必要以上の高分解能の画像を発生するときには、データ量を削減するための技術が望ましくなる。
　　　【０００５】
　従来のホトダイオード検出アレイ固有の問題は、ホトダイオードに配置されたバイアス電荷がトランジスタ電流漏洩によって、又、一般に「暗電流」として知られている機構によって部分的に放電されることがある。暗電流及び電流漏洩の影響による電荷空乏は画像信号のオフセットを生じる。これらの電流によって除去される電荷の量は一定でないので、信号オフセットが変動し、検出器出力に不確定要素が加わる。
　　　【０００６】
　これらの電流によって幾分ホトダイオードから除去される電荷の量は、ホトダイオードのバイアスから検出素子の電荷検知までの時間の長さの関数である。従って、これらの電流の影響を最小限にするためには、検出器アレイの素子の読み出しに必要な時間を最小限にすることが望ましい。これにより、画像信号処理回路の帯域幅を小さくし、回路により検出器信号に加わる電気雑音を小さくするために、読み出し時間を大きくすることも望ましいという点とのかね合いが生じる。
　　　【０００７】
　　【発明の概要】
　固体画像センサは、ｍ列ｎ行に設けられた光検出器の２次元アレイで形成されている。ここで、ｍ及びｎは整数である。高分解能画像検知の場合、アレイの各列及び各行に約４０００個もの光検出器が配列されていることがある。各列の光検出器は、個別のスイッチ手段によって共通の列出力線に接続されている。各行の光検出器に対するスイッチ手段は、共通の行選択線の信号によって駆動される。
　　　【０００８】　
　各光検出器によって検知される画像データは、所与のシーケンスで行選択線を駆動することによって読み出される。最初に、アレイの中央付近の１群の１つ以上の行選択線が駆動されることにより、対応する光検出器からの信号が列出力線に与えられる。次に中央の群の一方の側にある同様の１群の行選択線が駆動されることにより、その対応する光検出器からの信号が列出力線に結合される。アレイの中央の群の他方の側にある他の１つの同様な群の１つ以上の行選択線が駆動されることにより、その対応する光検出器からの信号が列出力線に印加される。実施例では、アレイの中央の群の両側にある行群を交互に駆動することにより、残りの行の光検出器からの信号が読み出される。
　　　【０００９】
　各群が複数の行で構成されているとき、各列に沿った数行の光検出器からの信号が組み合わされて、その列出力線の信号となる。これにより、アレイ及び被検知画像の１つの次元に沿ってデータの低減が行われる。データの低減を対称に行って画像歪みを回避するために、イメージセンサの外部の回路が複数の列出力線からの信号を組み合わせる。理想的には、組み合わせるべきこのような出力線信号の数は、データ低減後の画像がデータ低減前の画像と同じ横縦（ａｓｐｅｃｔ）比を有するように選択されている。
　　　【００１０】
　本発明の１つの目的は、画像内の画素量を減少させるための技術を提供することである。
　　　【００１１】
　もう１つの目的は、アレイの中心部分から画像データを読み取った後、アレイの中心から外側に画像データを漸次読み出す方法を提供することである。このような外向きの走査は、画像照射と読み出しとの間の経過時間の関数である影響による中心画像部分の劣化を低減させる。
　　　【００１２】
　更にもう１つの目的は、結果として得られる画像に必要とされる画像分解能の程度によって左右される画像データ低減度を変化させるための技術及び装置を提供することである。
　　　【００１３】
　　【実施例】
　先ず図１を参照して説明すると、Ｘ線装置１４にはＸ線管１５が含まれており、Ｘ線管１５は電源１６によって駆動されると、Ｘ線ビーム１７を放射する。図示するように、Ｘ線ビームはＸ線透過性のテーブル２０の上に横たわった患者１８に向けられる。ビームのうちテーブル及び患者を透過した部分は、Ｘ線検出器２２に当たる。Ｘ線検出器２２に含まれているシンチレータ２４は、Ｘ線光子を可視スペクトルの低エネルギ光子に変換する。シンチレータ２４に隣接して光検出器アレイ２６が設けられており、光検出器アレイ２６は光子を電気信号に変換する。検出器アレイを動作させて画像を取得し、各光検出素子から信号を読み出すための電子回路が検出器制御器２７に含まれている。
　　　【００１４】
　光検出アレイ２６の出力信号は画像処理器２８に結合されている。画像処理器２８には、Ｘ線画像信号を処理し、強調するための回路が含まれている。処理された画像は次にビデオモニタ３２に表示される。処理された画像は画像記憶装置３０に保管してもよい。画像処理器２８は更に輝度調節信号を発生する。この輝度調節信号は照射制御回路３４に印加され、電源１６を調節することによりＸ線照射を調節する。
　　　【００１５】
　Ｘ線装置１４の全体的な動作は、システム制御器３６によって支配される。システム制御器３６は操作者インタフェース３８を介してＸ線技術者からの指示を受け取る。
　　　【００１６】
　図２は光検出器アレイ２６の回路を示す。この回路は、検出素子４０のマトリクスで構成されている。検出素子４０はｍ列ｎ行の通常の２次元アレイとして、非晶質シリコンウェーハ上に配設されている。ここで、ｍ及びｎは整数である。例えば、代表的な高分解能Ｘ線検出器は３０００から４０００の行及び列の素子から成る正方形のアレイである。
　　　【００１７】
　各検出素子４０には、ホトダイオード４２と、薄膜抵抗４４とが含まれている。ホトダイオード４２は大きなウェーハ領域から作成されているので、ホトダイオードはシンチレータ２４の発生する光のかなり大きい部分を遮る。各ホトダイオードは又、比較的大きな容量を備えているので、光子の励起によって生ずる電荷を蓄積することができる。
　　　【００１８】
　アレイの各列のホトダイオード４２のカソードは、対応するトランジスタ４４のソース・ドレーン導電路によって、その列に対する共通の列信号線［４８−１〜４８−ｍ］に接続されている。例えば、列１のホトダイオード４２は第１の信号線４８−１に接続されている。各行のダイオードのアノードは負バイアス電圧［−Ｖ］源に共通に接続されている。各行のトランジスタ４４のゲート電極は共通の行選択線［４６−１〜４６−ｎ］に接続されている。例えば、行１は線４６−１に接続されている。行選択線及び列信号線は検出器制御器２７に接続されており、列信号線は画像処理器２８にも接続されている。
　　　【００１９】
　図２に示す検出器を用いてＸ線画像を取得するために、装置１４は次の動作シーケンスを遂行する。先ず、検出器制御器２７はすべての列信号線４８−１〜４８−ｍをアースに接続し、すべての行選択線４６−１〜４６−ｎに正電圧［Ｖｏｎ］を印加する。行選択線に印加された正電圧は、各検出素子４０のトランジスタ４４をターンオンして、逆バイアスされたホトダイオード４２に正電荷を加える。ホトダイオードが十分に充電されたときに、検出器制御器２７は負電源電圧［−Ｖ］よりも負の負電圧［−Ｖｏｆｆ］を行選択線４６−１〜４６−ｎに印加する。行選択線のこの負バイアスにより、各検出素子４０のトランジスタ４４はターンオフされる。
　　　【００２０】
　次に検出器２２には、Ｘ線光子のビーム１７を発生するようにＸ線管１５によって従来の方法で発生されたＸ線光子のパルスが当てられる。Ｘ線光子はシンチレータ２４によって低エネルギ光子に変換される。これらの低エネルギ光子が検出器２６のホトダイオード４２に当たると、ダイオードは導電状態となり、正電荷の一部を放電する。ホトダイオード４２から除去される正電荷の量は、ホトダイオード４２に当たる低エネルギ光子の量によって左右される。ホトダイオード４２に当たる低エネルギ光子の量は、ホトダイオードに隣接しているシンチレータ２４の領域に当たるＸ線エネルギの強さによって左右される。従って、各検出素子４０のホトダイオード４２から除去される電荷の量は、Ｘ線検出器２２の対応する領域に当たるＸ線の強さの関数である。
　　　【００２１】
　Ｘ線照射の終了後、各ホトダイオード４２の残留電荷が検知される。これを行うため、検出器アレイの各列に対する列信号線４８−１〜４８−ｍが、画像処理器２８の個別の検知回路に同時に接続される。数種類の検知回路のどれでも画像処理器２８に組み込むことができる。例えば、検知回路はホトダイオードの両端間の電圧、従って、ホトダイオードに残っている電荷の量を測定することができるものが用いられている。代替案として、検知回路は、対応する列信号線４８−１〜４８−ｍをアース電位に接続し、Ｘ線照射によって除去される電荷を補充するために必要とされる電荷の量を測定するものであってもよい。
　　　【００２２】
　画像分解能を最大限にするために、行選択線４６−１〜４６−ｎの各々に正電圧Ｖｏｎを順次印加して、検出器制御器２７によってホトダイオード電荷が一度に１行ずつ検知される。行選択線が正バイアスされたとき、その行選択線に接続された検出器アレイのトランジスタ４４がターンオンされることにより、選択された行の対応するホトダイオード４２がそれらの列信号線４８−１〜４８−ｍに接続される。
　　　【００２３】
　アレイの各検出素子から信号を読み出すために必要な時間の長さを短くするために、検出素子列は図３に示すように、２群に分けることができる。ｎ行の検出器アレイ２６のこの例では、行１から行ｎ／２までの検出素子４０′が第１群の共通の信号線４７に接続されている。同時に、行（ｎ／２）＋１から行ｎまでの検出素子４０″が第２群の共通の信号線４９に接続されている。この例では、アレイの上半分の検出素子４０′をアレイの下半分の検出素子４０″と同時に読み出すことができる。注意しなければならないのは、検出器アレイ２６のこの代替実施例では、必要な信号検知回路の数が２倍になることである。しかしながら、検出素子で電荷を検知するために必要な時間は半分となる。又はその代わりに、検知時間を前の実施例と同じにして検知回路の帯域幅を狭くすることも可能である。更に、検出器アレイを細分することにより、検知回路から見た電気雑音と容量とが小さくなる。
　　　【００２４】
　前述の通り、検出器アレイ２６の最大の分解能が必要でない用途では、画像データ量を減少させることが有利である。Ｘ線検出器２２では、画素数を減少させるため、検出素子を行及び列に沿って組み合わせることができる。２次元画像の場合、結果として得られる画像の歪みを回避するために、データ低減は両次元で等しく行わなければならない。様々の視野、画像マトリクスのサイズ、及び画像取得速度を生ずるために、本発明では、画像を細分してｑ×ｐ個の検出素子の２次元群とすることができる。ここで、ｐ及びｑは整数である。ｑ×ｐ群はアレイ全体と同じ横縦比を有している。典型的な正方形アレイの場合には、ｐとｑとは等しく、例えば、１から４までの範囲内の共通の値を有している。その結果、細分された群は、１、４、９又は１６個の検出素子を有している。
　　　【００２５】
　本概念の一変形では、検出アレイに検出素子の正方形マトリクスが含まれていない。例えば、ＮＴＳＣ規格のビデオカメラ用の画像発生器のように、アレイ内の検出素子の列が行よりも多い場合がある。非正方形の検出器アレイが用いられているが、画像処理には画像データの正方形アレイを必要とすることがある。このような場合、余分な列の検出素子からの信号は用いられないか、又は組み合わされて、画像素子の正方形マトリクスとする。これを行ったとき、本概念に関する限り、非正方形検出器アレイは、正方形検出器アレイと同等となる。この変形の場合、変数ｍ及びｎは実際の検出器アレイの検出素子の列及び行の数を表さず、ｍ及びｎは同等な正方形アレイの列及び行の数に対応する。
　　　【００２６】
　再び図２を参照して説明すると、１群の行選択線４６−１〜４６−ｎに正電圧Ｖｏｎを同時に印加することにより、隣接した検出素子４０からの電荷信号を列に沿って容易に組み合わせることができる。この場合、検知回路が列信号線４８−１〜４８−ｍのホトダイオード４２からの電圧を測定すれば、各検知回路の出力は対応する列の選択された群の検出素子からの信号の平均に対応する。他方、検知回路がホトダイオード４２から除去された電荷を補充するために必要な電流を測定すれば、各検知回路の出力は列内の選択された群の検出素子からの信号の和に対応する。
　　　【００２７】
　アレイ内の数行を同時に選択することにより、数行の検出素子４０からの信号を組み合わせることができるが、隣接した列の（即ち、アレイの他方の次元に沿った）検出素子からの信号の組み合わせは外部回路によって行わなければならない。図４では、検知回路５０が画像処理器２８に組み込まれており、多数の列からの信号を組み合わせる。回路５０によって検出素子を個別に検出するか、又は２、３若しくは４列に組み合わせることができる。最初の１２行の検出素子４０に対する検知回路５０の部分が図４に示されている。アレイの隣接した１２列の群ごとに、この回路部分と同じものが設けられている。
　　　【００２８】
　検知回路は一連のモジュール５１、５２、５３及び５４を含んでいる。各モジュールはアレイの３列の出力信号を処理する。第１のモジュール５１は検出器アレイ２６の列１、５及び９に対する列信号線４８−１、４８−５及び４８−９に接続されている。第２のモジュール５２は列２、６及び１０に対する列信号線４８−２、４８−６及び４８−１０に接続されている。同様に、第３のモジュール５３は列３、７及び１１に対する検出器アレイの列信号線４８−３、４８−７及び４８−１１に接続されている。図示された第４のモジュール５４は検出器アレイの列４、８及び１２に対する列信号線４８−４、４８−８及び４８−１２に接続されている。
　　　【００２９】
　各モジュール５１〜５４の内部回路は同一であるので、第１のモジュール５１に対する回路を詳しく説明する。列１、５及び９に対する列信号線４８−１、４８−５及び４８−９はそれぞれ、個別の積分器５６の入力に接続されている。各積分器５６の出力は、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）５８内のサンプルホールド回路に接続されている。アナログ−ディジタル変換器５８は積分器の出力をサンプリングし、出力をディジタル形式に変換する。ディジタル化された個別出力は、３組のデータバッファ６０に記憶される。モジュール５１内の各組のデータバッファ６０のディジタル出力は、４入力１出力のマルチプレクサ６２（ＭＵＸ　Ａ）の個別の入力に接続されている。マルチプレクサ６２の４番目の入力に対するデータ線は、すべてアース電位に結合されており、数字０を表す入力が与えられる。
　　　【００３０】
　図示された４つのモジュール５１、５２、５３及び５４の各々に対するマルチプレクサ６２は、ＭＵＸ　Ａ、ＭＵＸ　Ｂ、ＭＵＸ　Ｃ及びＭＵＸ　Ｄとしてそれぞれ表されている。モジュール５１〜５４の４つのマルチプレクサ６２の出力は、加算回路６４の入力に接続されており、加算器ブロック内の計算式Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄで表されるように、マルチプレクサ出力の和を生ずる。従って、加算回路６４の出力はモジュールマルチプレクサ６２からの信号の和、そして１群の検出器アレイの列からの画像信号の組み合わせを表す。
　　　【００３１】
　図４には示されていないが、検知回路５０内のマルチプレクサ６２は、その入力線の１つをその出力線に接続するように各マルチプレクサに指示する検出器制御器２７からの制御信号を受け取る。１群の４つのモジュール５１〜５４のそれぞれの４つのマルチプレクサＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに印加される制御信号に応じて、検出素子４０の１、２、３又は４列の出力信号を組み合わせて、その群のモジュールに対する加算器６４からの出力とすることができる。
　　　【００３２】
　単一の列を選択するために、対応するマルチプレクサ６２が対応する入力線をその出力線に接続するように指示され、４つのモジュール５１〜５４の群に対する他のマルチプレクサは、それぞれアースされた第４の入力をそれらのそれぞれの出力線に接続するように指示される。この動作により加算器６４では、選択された列信号と他のマルチプレクサ６２からの零信号との和が得られる。例えば第２の列のみを選択するために、マルチプレクサＢはその第１の入力をその出力に接続するように指示され、マルチプレクサＡ、Ｃ及びＤはそれらの第４の入力をそれらの出力に接続するように指示される。その後、他の指示の組をマルチプレクサ６２に送って、検出器アレイからの他の列信号線の各々からの信号に順次アクセスすることができる。この技術では、各列が個別にアドレッシングされているので、画像データの低減は行われない。
　　　【００３３】
　この回路で可能な最大量のデータ低減を行うために、検出器アレイ２６の４つの信号線の画像データが検知回路５０によって組み合わされる。例えば、列１〜４の信号を組み合わせるときは、４つのマルチプレクサ６２はすべて、それらの第１の入力をそれらの出力に接続するように指示される。この動作により、列信号線１、２、３及び４からの信号が加算器６４の入力に印加され、加算器６４で加算されて加算器出力に送出される。次に、他のモジュールバッファ６０からの信号を加算器６４が順次組み合わせるようにマルチプレクサに送出される方向を変えることによって、検出器アレイ２６の４列の各隣接群を順次処理することができる。
　　　【００３４】
　上述の説明から、当業者はどのように検知回路５０を用い、又、マルチプレクサ６２に指示してアレイの隣接する対又は３つの列ずつの検出素子を組み合わせることにより、データ低減を行えることも容易に理解することができよう。
　　　【００３５】
　図４に開示された回路では、検出器アレイ２６からの列信号線４８−１〜４８−ｍの各々に対して、個別のアナログ−デイジタル変換器５８が用いられている。この場合、比較的遅いディジタル化速度の変換器を用いることができるという利点はあるが、比較的多数の変換器を必要とする。代替案として、ディジタル化の前にデータを組み合わせてアナログ−ディジタル変換器の数を減少させることもできる。しかしながら、この代替案では、より高速の変換器を用いなければならなくなり、アナログ組み合わせ回路への電子雑音の導入の可能性が増大する。
　　　【００３６】
　このような代替案の検知回路７０の例が図５に示されている。図４の検知回路５０のもとの実施例と同様に、代替回路７０は検出器アレイの１２列に対して示されており、アレイの隣接した１２列の各群に対して、この回路部分と同じものが設けられている。信号検知回路７０のこの部分は、図の破線で示すように、４つのモジュール７１、７２、７３及び７４によって形成されている。モジュール７２〜７４は、個別の積分器７６に接続されている３つの列信号線に接続されている。各モジュール内の３つの積分器７６の出力は、アナログの４入力１出力マルチプレクサ７７の個別の入力に接続されている。アナログマルチプレクサ７７の第４の入力は、零電位入力を供給するためにアース電位に結合されている。各マルチプレクサ７７は、その出力を検出器アレイからの３つの入力信号のいずれかに、又はアースされた入力に設定することができる。４つのマルチプレクサＭＵＸ　Ａ、ＭＵＸ　Ｂ、ＭＵＸ　Ｃ及びＭＵＸ　Ｄからの出力が、次に加算増幅器７８で組み合わされる。４つのモジュール７１〜７４の出力信号の和は、アナログ−デイジタル変換器（ＡＤＣ）８０でディジタル化され、その結果はディジタルバッファ８２に記憶される。図５には検出器制御器２７も示されており、検出器制御器２７は、図に示すように検知回路７０に制御信号を供給する。
　　　【００３７】
　図４で検知回路５０の動作について述べたのと同様にして、各モジュール７１〜７４内のマルチプレクサ７７は、指示されて各列信号線に個別にアクセスするか、又は列信号線を２つずつ、３つずつ、若しくは４つずつ組み合わせることにより所望の程度までデータ低減を行う。
　　　【００３８】
　Ｘ線システムに患者を位置決めするとき、主に関心のある患者の身体の領域が通常、Ｘ線システムの視野の中心に配置される。従って、Ｘ線画像の中心の画素がそのシステムを使用する医療従事者にとって最も重要なものとなる。画像の中心の画質を最高にするために、本発明は、ホトダイオードの予備充電から、検出器アレイ２６の中心の画素の行が電荷読み出しのために走査されるまでの経過時間を最小限にする。これは、先ず中心行を検知し、アレイの中心から次第に離れる向きに中心の両側の列を交互に順次選択することにより行われる。これは中心の画素に対する経過時間を最小限にする。
　　　【００３９】
　図２及び図３に示す検出器アレイの２つの実施例の各々に対して、又、異なるデータ低減の程度に対して検出素子の行を選択するシーケンスが、後記の表に記載してある。
　　　【００４０】
　例えば図２に示す光検出器アレイに対して、表１は、検出器制御器２７が行選択線４６−１〜４６−ｎの各々を駆動することにより、個々のホトダイオード４２の電荷を読み出すシーケンスを示している。表に示すように、第１の読み出し周期の間に、検出器制御器２７は検出器アレイの中心のｎ／２と表された行選択線に正電圧（Ｖｏｎ）を印加する。これにより、この中心行のそれぞれのホトダイオードの電荷を対応する列信号線４８−１〜４８−ｍで読み出すことができる。この例では、データ低減は行われないので、検出器制御器２７によって一度に１行のみが選択される。画像処理器２８内の検知回路が各ダイオードの残留電荷を測定するために十分な時間が経過した後、検出器制御器２７は中心行選択線ｎ／２に負電圧からＶｏｆｆを差し引いた電圧を印加する。
　　　【００４１】
　次に検出器制御器は、次の行選択線に正電圧Ｖｏｎを印加することにより、行（ｎ／２）＋１と表される中心行のすぐ隣りの１つの行選択線を選択する。その行のホトダイオードの電荷が検知されれば、検出器制御器は（ｎ／２）＋１の行選択線に−Ｖｏｆｆ電圧を印加する。次に、検出器制御器２７は（ｎ／２）−１と表される中心行の他方の側の行選択線を選択し、同様にしてその線に電圧を印加することにより、行のホトダイオードの電荷を検知する。
　　　【００４２】
　表１に示すように、（ｎ／２）＋２及び（ｎ／２）−２と表される選択された次の２行は、アレイの中心から更に離れた２行である。最終的に第１及び最後の行が電荷検知のため選択されるまで、この行選択のシーケンスが継続する。
　　　【００４３】
　光検出器電荷の読み出しの際にデータ低減手法を適用しなければならないときは、所望のデータ低減の程度に応じて、複数の行選択線を同時にターンオンする。
　　　【００４４】
　表２に示すように、各読み出し周期の間に検出器アレイ２６の２行を選択することによってデータを低減する。第１の読み出し周期の間に、検出器制御器２７は検出器アレイ２６の中心行（ｎ／２）と、１つの隣接行（ｎ／２）−１とを選択する。２行が選択されたときに、アレイの各列の２つのホトダイオードの電荷が対応する信号線４８に印加されるので、これらの線４８の各々の線の信号は、２つの光検出器位置４２の電荷を表す。各行対を読み出しているときに、図４の検知回路が動作して、前に述べたように検出器アレイ２６の隣接列対からの信号を組み合わせる。これらの組み合わされた信号を更に処理してモニタ３２に表示し、装置３０に記憶する（図１を参照）。
　　　【００４５】
　表２に示すデータ低減手法の第１の読み出し周期の完了時に、光検出器アレイ２６の中央の一方の側のもう１つの隣接行対が選択され、それらの電荷が組み合わさるように同時に読み出される。第３の読み出し周期では、光検出器アレイ２６の中央の反対側の次の行対が検出器制御器２７によって選択され、それらの行選択線が駆動される。読み出し過程は継続され、検出器制御器２７はアレイの中央の両側に交互に、且つ中央から順次離れてゆく光検出器アレイの隣接行対を選択する。最後に、第１及び第２の行が選択され、それらの電荷が読み出され、その後、最終読み出し周期で最後の行及び終わりから２番目の行が選択されて読み出される。表１と表２とを比較すると明らかなように、行対を同時に読み出す後者の例のデータ低減手法では、光検出器アレイの各位置を個別に読み出す表１の例と比較して、読み出し周期数が半分となる。
　　　【００４６】
　同様なデータ低減手法が表３及び表４に示されている。表３は３つずつの行の同時読み出しにより、又、図４に示す検知回路５０で３つずつ列を同様に組み合わせることによりデータを低減する読み出し方式に関するものである。表４に示す手法でデータを更に低減することもできる。表４では各読み出し周期の間に４つずつ行選択線４６を同時に駆動することにより、４つずつ行が同時に読み出される。
　　　【００４７】
　表５〜表８は図３に示す光検出器アレイと共に使用される読み出し手法を示す。図３では、光検出素子４０の各列が半分に分割されており、上側の光素子群が下側の検出素子群からの個別列信号線に接続されている。この光検出器アレイの構造では、検出素子を個別に読み出さなければならないとき、アレイの上半分の行と、下半分の行とが同時に読み出される。表５に示すように第１の読み出し周期の間に、アレイの中心にある２つの行（ｎ／２）及び（ｎ／２）＋１が検出器制御器２７によって選択される。次の読み出し周期の間に、アレイの中心の両側の次の隣接した行（ｎ／２）−１及び（ｎ／２）＋２が選択される。最後の読み出し周期で第１の行及び最後の行が選択されるまで、この選択は継続する。
　　　【００４８】
　図３の検出器アレイから読み出されるデータを低減しなければならないとき、各読み出し周期の間にアレイの上部及び下部の双方の２行を読むことができる。このデータ低減手法に対する行読み出しが表６に示されている。同様に、この検出器アレイのデータを更に低減しなければならないときには、検出器アレイ２６の上部及び下部の双方の３行が検出器アレイ２７によって同時に読み出され、表７に示すように、各読み出し周期の間に６つずつ行選択線が駆動される。表８は図３の検出器アレイからのデータを更に低減しなければならないときの読み出し方式を示す。この場合、検出器制御器２７によって８行が同時に駆動される。これらの行のうちの４行が検出器アレイ２６の上半分にあり、他の４行が下半分にある。
　　　【００４９】
　【表１】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表１
　図２の実施例において個別のＸ線検知素子を検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５０】
　　　【００５１】
　【表２】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表２
　図２の実施例において行対ずつまとめられたＸ線検出素子を検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５２】
　　　【００５３】
　【表３】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表３
　図２の実施例において３行ずつまとめられたＸ線検出素子を検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５４】
　　　【００５５】
　【表４】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表４
　図２の実施例において４行ずつまとめられたＸ線検出素子を検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５６】
　【表５】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表５
図３の実施例においてＸ線検出素子を個別に検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５７】
　【表６】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表６
　図３の実施例において行対ずつまとめられたＸ線検出素子を検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５８】
　【表７】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表７
　図３の実施例において３行ずつまとめられたＸ線検出素子を検知するための行選択シーケンス。
　　　【００５９】
　【表８】
　　　　　　　　　　　　　　　　　
表８
　図３の実施例において４行ずつまとめられたＸ線検出素子を検知するための行選択シーケンス。この表の各行は、異なる読み出し周期を表す。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　本発明を用いたＸ線蛍光透視システムのブロック図である。
　　【図２】
　図１のシステムの画像検出器アレイの概略回路図である。
　　【図３】
　図１のシステムに対する代替の画像検出器アレイの概略回路図である。
　　【図４】
　検出器アレイからの画素信号を処理するためのディジタルデータ低減回路を示すブロック図である。
　　【図５】
　代替のアナログデータ低減回路を示すブロック図である。
　　【符号の説明】
　２６　光検出器アレイ
　２７　検出器制御器
　４２　ホトダイオード
　４４　トランジスタ
　４６　行選択線
　４７　第１群の共通の信号線
　４８　列信号線
　４９　第２群の共通の信号線
　５６、７６　積分器
　５８、８０　アナログ−ディジタル変換器
　６２、７７　マルチプレクサ
　６４　加算器
　７８　加算増幅器