(57)【要約】  本発明は、例えば、感光点のアレイを含むデジタルＸ線検出器などの感光装置を制御する方法に関する。感光装置は、列導体と、行導体と、感光点と、を含む。それぞれの感光点は、列導体と行導体のうちの１つの間において接続され、且つ、光子束を電荷に変換する能力を有する感光要素と、対応する行導体が受け取った信号の制御に基づいて電荷を列導体に転送する能力を有するトランジスタと、を含む。本発明は、オフ状態におけるそれぞれのトランジスタのドレインとソースの間の交差結合におけるコンデンサの存在に依存している。前記コンデンサは、光子を受け取った際に列導体に対して電位変動を提供する。本発明による方法は、電位変動を閾値と比較するステップ（２１、２２、２３、２４）を有し、且つ、比較の結果が肯定的である場合に、感光点を読み取るステップ（２５）が実行される。
2014526178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列導体（Ｙ１〜Ｙ３）と、行導体（Ｘ１〜Ｘ３）と、感光点（Ｐｐ）と、を有する感光装置（１０）を制御する方法であって、それぞれの感光点（Ｐｐ）は、前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）と前記行導体（Ｘ１〜Ｘ３）のうちの１つの間においてリンクされており、且つ、光子ストリームを電荷に変換するのに適した感光要素（Ｄｐ）と、前記対応する行導体（Ｘ１〜Ｘ３）によって制御されるトランジスタ（Ｔ）と、を有し、前記トランジスタ（Ｔ）は、前記光子ストリームが電荷に変換される取得フェーズにおいてオフ状態において制御され、且つ、読取フェーズにおいては、前記電荷を前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）に行ごとに転送するように、オン状態において連続的に制御され、それぞれのトランジスタ（Ｔ）は、前記オフ状態において、前記対応する感光要素（Ｐｐ）及び列導体（Ｙ１〜Ｙ３）の間に浮遊結合静電容量（Ｃ）を導入する、方法であって、
前記トランジスタ（Ｔ）が前記オフ状態において制御されている際の時点（ｔｎ−２、ｔｎ−１、ｔｎ）において前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上の電位を判定することを有するステップ（２１、２２）を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
・前記トランジスタ（Ｔ）が前記オフ状態において制御されている際の第２の時点（ｔｎ）において前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上の前記電位を判定するステップ（２２）と、
・前記第１及び第２の時点の間において前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上の前記電位の差を判定するステップ（２３）と、
・前記電位差を既定の閾値と比較するステップ（２４）と、
・前記電位差が前記既定の閾値を上回っている場合に、それぞれの感光点（Ｐｐ）の電荷を前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）に個別に転送するように、前記トランジスタ（Ｔ）を連続的に制御するステップ（２５）と、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上の前記電位を判定することを有する前記ステップ（２１、２２）は、最後の２つの判定時点の間における前記電位差が前記既定の閾値を上回っていない限り、定期的に反復され、次いで、前記トランジスタ（Ｔ）を制御する前記ステップ（２５）が実行される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
列導体上の電位の２つの連続した判定の間の期間の持続時間（Ｔｖ）は、前記感光装置（１０）が光子ストリームに対して曝露される可能性が高い最小持続時間（ｄｘ）を下回る請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記閾値は、光子ストリームに対して前記感光要素（Ｐｐ）が曝露されていない状態において、前記トランジスタ（Ｔ）を制御する前記ステップ（２５）の実行を回避するように、且つ、前記感光要素（Ｐｐ）の有効な曝露の後に、前記トランジスタ（Ｔ）を制御する前記ステップ（２５）の非実行を回避するように、決定される請求項２乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上の前記電位は、前記電位を判定する１つの且つ同一のステップ（２１、２２）について連続的に複数の回数にわたって判定され、前記異なる電位は、前記電位の前記判定と関連するノイズを低減するべく、別の電位との間のその差の判定の前に、平均化される請求項２乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記感光装置（１０）は、いくつかの列導体（Ｙ１〜Ｙ３）を有し、それぞれの感光点（Ｐｐ）は、感光点（Ｐｐ）のマトリックス（１１）を形成するように、前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）のうちの１つと前記行導体（Ｘ１〜Ｘ３）のうちの１つの間においてリンクされ、前記電位は、いくつかの列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上においてそれぞれの対応するステップ（２１、２２）において判定され、前記電位差を判定する前記ステップ（２３）は、前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）のそれぞれごとに実行され、且つ、前記電位差を前記既定の閾値と比較する前記ステップ（２４）は、前記電位差のすべてを考慮している請求項２乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記電位差を比較する前記ステップ（２４）は、前記既定の閾値との間のそれぞれの電位差の個別の比較を有し、前記トランジスタ（Ｔ）を制御する前記ステップ（２５）は、肯定的な比較の数が既定の数を上回っている場合にのみ、実行される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記トランジスタ（Ｔ）を制御する前記ステップ（２５）は、待機ステップ（４１３）によって先行され、前記待機ステップ（４１３）の持続時間は、前記感光装置（１０）が光子ストリームに対して曝露される可能性が高い最大持続時間（ｄｘ）を上回っている請求項２乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
・前記トランジスタ（Ｔ）が前記オフ状態において制御されている際の第２の時点（ｔｎ）において前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）上の前記電位を判定するステップ（２２）と、
・前記第１及び第２の時点の間において前記列導体（Ｙ１−Ｙ３）上の前記電位の差を判定するステップ（２３）と、
・前記電位差の関数として前記感光装置（１０）が受け取った光子の量を判定するステップと、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記感光装置（１０）は、ｎｃ個の列導体（Ｙ１〜Ｙ３）を有し、それぞれの感光点（Ｐｐ）は、感光点（Ｐｐ）のマトリックス（１１）を形成するように、前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）のうちの１つと前記行導体（Ｘ１〜Ｘ３）のうちの１つの間においてリンクされ、前記電位は、前記トランジスタ（Ｔ）が前記オフ状態において制御されている際の第１時間インターバルにおいて前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）のそれぞれの上部において連続的にｎｌ回にわたって判定され（５１）、前記電位は、それぞれの列導体ごとに第１の一連の電位を形成し、
前記方法は、
・前記トランジスタ（Ｔ）が前記オフ状態において制御されている際の第２の時間インターバルにおいて前記列導体（Ｙ１〜Ｙ３）のそれぞれの上部において連続的にｎｌ回にわたって前記電位を判定するステップ（５２）であって、前記電位は、それぞれの列導体ごとに第２の一連の電位を形成する、ステップと、
・それぞれの列導体との且つ前記一連の電位におけるそれぞれの発生との関係において、前記第１の一連の電位のうちの電位と前記第２の一連の電位のうちの対応する電位の間の電位差を判定するステップ（５３）であって、前記電位差は、ピクセルのｎｃ列×ｎｌ行の試験画像を形成する、ステップと、
・前記感光点の曝露を試験するステップ（５４）であって、  
−前記試験画像をピクセルのｍ列×ｎｌ行のブロック（６１１〜６１７）にサブ分割するサブステップ（５４２）と、
−それぞれのブロック（６１１〜６１７）ごとに、前記電位差の平均値を判定するサブステップ（５４３）と、
−それぞれの平均値を、前記ブロックの寸法ｍの関数である既定の閾値と比較するサブステップ（５４４）と、
を連続的に有する、ステップと、
・いずれの平均値も前記閾値を上回っていない場合に、先行する寸法ｍを上回るブロック寸法ｍによって前記試験ステップ（５４）を反復するステップと、
・少なくとも１つの平均値が前記既定の閾値を上回っている場合に、それぞれの感光点（Ｐｐ）の電荷を前記対応する列導体（Ｙ１〜Ｙ３）に個別に転送するように、前記トランジスタ（Ｔ）を連続的に制御するステップ（５５）と、
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ブロック（６１１〜６１７）の前記寸法ｍは、前記試験画像が最初に２ｎ個のブロックにサブ分割されるように、判定され、ｎは、１以上の整数であり、前記ブロックの前記寸法ｍは、前記ｎの値を１単位だけ低減することによって前記試験ステップのそれぞれの反復の際に増大される請求項１１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、感光点のマトリックスを有するデジタルＸ線検出器などの感光装置を制御する方法に関する。具体的には、本発明は、装置の感光点に蓄積された電荷の読取を制御する方法に関する。又、本発明は、感光装置が受け取った光子の量の判定にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガラスから製造された絶縁基板上において水素化非晶質珪素などの半導体材料の薄膜を堆積させる技法により、可視又は近可視放射に対する感度を有する点のマトリックスによって形成された感光装置を製造することができる。これらの感光装置は、固体検出器、半導体検出器、又は、場合によっては、フラットパネル検出器と呼ばれている。これらは、Ｘ線放射を感光点の波長帯域内の光放射に変換するようにＸ線放射と感光点のマトリックスの間にシンチレータを介在させることにより、Ｘ線による放射線画像の形成環境において使用することができる。それぞれの感光点は、一般に、少なくとも、ダイオードなどの感光要素と、例えば、電界効果トランジスタなどの直列接続されたスイッチ要素と、から構成される。それぞれの感光点は、列導体と行導体の間において接続されている。所謂撮像フェーズにおいて、感光要素は、電荷に変換する対象の放射に対して曝露される。所謂読取フェーズにおいては、電荷を列導体を介して読取回路に転送するべく、行導体により、読取パルスをスイッチ要素に対して連続的に印加する。医療用の放射線利用法においては、感光装置は、従来、Ｘ線放射の供給源を有するベースステーションとの関連において使用されるカセットの形態において製造されている。これらのカセットは、放射線画像の取得を要する患者の近傍に容易に配置されるように、移動可能とすることができる。固体検出器は、特に画像分析の観点において、放射線フィルムと比べて、多数の利点を有する。但し、一般的には、取得ウィンドウを、即ち、受け取った光子を固体検出器が変換することができる時間インターバルを、放射ウィンドウと、即ち、Ｘ線がベースステーションによって放出される時間インターバルと、同期させるべく、ベースステーションとカセットの間における同期が必要とされる。実際には、同期を伴わない場合には、放射ウィンドウは、取得ウィンドウの前に開始することが可能であり、或いは、その後に終了することができる。この結果、患者は、余分な量のＸ線に晒されることになる。更には、読取フェーズにおける放射に対する感光点の曝露は、放射線画像の品質を劣化させる。従って、同期化によれば、すべての放射ウィンドウが取得ウィンドウ内に含まれていることをチェックすることが可能であり、その結果、ベースステーションによって放射されるＸ線のすべてを移動可能なカセットによって処理することができる。この結果、同期化には、ベースステーションとカセットの間のリンク手段の存在が必要である。現状では、放射線フィルムカセットと共に動作するように元々提供されているベースステーションは、このようなリンク手段を含んではいない。従って、固体検出器を有するカセットによって放射線フィルムカセットを置換するためには、ベースステーションの構造を変更する必要がある。このような構造的な変更は、放射線システムの複雑性を増大させ、且つ、設備費用を増大させる。更には、リンク手段は、欠点をも有している。具体的には、有線リンク手段は、移動可能なカセットの移動性を制限する。無線リンクは、相対的に大きな移動性を許容するが、一般的に、同期化を許容しない。これらの点は、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいた無線リンクに対して当て嵌まる。更には、医療分野における電磁気的な互換性の制約に起因し、非常に小さな放出パワーが必要とされている。この結果、無線リンクの信頼性の問題が生じることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的の１つは、特に、放射源とのリンク手段を必要とすることなしに受け取った放射のすべてを感光装置が処理できるようにすることによって上述の欠点のすべて又は一部を解決することにある。本発明によれば、特に、なんらの追加のセンサをも必要とすることなしに、且つ、読取フェーズの実行を必要とすることなしに、即ち、読取パルスを感光要素のスイッチ要素に対して印加することなしに、感光装置上における光子の到来を検出することができる。この目的のために、本発明の主題は、列導体と、行導体と、感光点と、を有する感光装置を制御する方法であり、それぞれの感光点は、列導体と行導体のうちの１つの間においてリンクされ、且つ、光子ストリームを電荷に変換するのに適した感光要素と、対応する行導体によって制御されるトランジスタと、を有し、トランジスタは、光子ストリームが電荷に変換される取得フェーズにおいてオフ状態において制御され、且つ、行ごとに電荷を列導体に転送するように、読取フェーズにおいてオン状態において連続的に制御される。それぞれのトランジスタは、オフ状態において、対応する感光要素と列導体の間に浮遊結合静電容量を導入する。本方法は、トランジスタがオフ状態において制御されている際の一時点において列導体上の電位を判定することを有するステップを有することを特徴としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の特定の実施形態によれば、本方法は、更に、
・トランジスタがオフ状態において制御されている際の第２の時点において列導体上の電位を判定するステップと、
・第１及び第２の時点の間における列導体上の電位の差を判定するステップと、
・この電位差を既定の閾値と比較するステップと、
・電位差が規定の閾値を上回っている場合に、それぞれの感光点の電荷を列導体に対して個別に転送するように、トランジスタを連続的に制御するステップと、
を有する。
【０００５】
この特定の実施形態によれば、２つの時点の間における電位の傾向を検出することが可能であり、且つ、大きな変化の際に電荷の読取を開始することができる。
【０００６】
第２の特定の実施形態によれば、感光装置は、ｎｃ個の列導体を有し、それぞれの感光点は、感光点のマトリックスを形成するように、列導体のうちの１つと行導体のうちの１つの間においてリンクされており、電位は、トランジスタがオフ状態において制御されている際に第１時間インターバルにおいてそれぞれの列導体上において連続的にｎ｜回にわたって判定され、これらの電位は、それぞれの列導体ごとに第１の一連の電位を形成する。
【０００７】
又、本方法は、
・トランジスタがオフ状態において制御されている際に第２時間インターバルにおいてそれぞれの列導体上において連続的にｎ｜回にわたって電位を判定するステップであって、これらの電位は、それぞれの列導体ごとに第２の一連の電位を形成する、ステップと、
・それぞれの列導体との且つ一連の電位におけるそれぞれの発生との関係において、第１の一連の電位のうちの電位と第２の一連の電位のうちの対応する電位の間の電位差を判定するステップであって、これらの電位差は、ピクセルのｎｃ列×ｎ｜行の試験画像を形成する、ステップと、
・感光点の曝露を試験するステップであって、
−試験画像をピクセルのｍ列×ｎ｜行のブロックにサブ分割するサブステップと、
−それぞれのブロックごとに、電位差の平均値を判定するサブステップと、
−それぞれの平均値を、ブロックの寸法ｍの関数である既定の閾値と比較するサブステップと、
を連続的に有するステップと、
・いずれの平均値も既定の閾値を上回っていない場合に、先行する寸法ｍを上回るブロックの寸法ｍによって試験ステップを反復するステップと、
・少なくとも１つの平均値が規定の閾値を上回っている場合に、それぞれの感光点の電荷を対応する列導体に対して個別に転送するように、トランジスタを連続的に制御するステップと、
をも有する。
【０００８】
この特定の実施形態によれば、曝露されたゾーンの幅とは無関係に感光装置の曝露の検出を最適化することができる。
【０００９】
本発明は、特に、なんらの構造的変更をも必要とすることなしに放射線システム内の任意のタイプの移動可能なカセットの置換が可能になるという利点を有する。
【００１０】
添付の図面との関連において付与されている以下の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可能であり、且つ、その他の利点について明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による制御方法を適用することができる例示用の感光装置を示す。
【図２】本発明による制御方法の主要なステップを示す。
【図３】大幅に変化していない限り電位が定期的に読み取られる本発明の第１の特定の実施形態による制御方法のステップを示す。
【図４】本発明の第１の特定の実施形態による制御方法のステップの時間に伴う順序の一例を示す。
【図５】電位がいくつかの列導体上において複数回にわたって読み取られる本発明の第２の特定の実施形態による制御方法のステップを示す。
【図６】本発明の第２の特定の実施形態による制御方法によって得られる試験画像の一例を示しており、前記画像は、複数のブロックにサブ分割されている。
【図７】本発明の第２の特定の実施形態によるピラミッド検出の原理を示す。
【図８】図１の感光装置の曝露されていないゾーンに対応するブロックの平均値の発生確率の一例をグラフィカルに示す。
【図９】感光装置の露出されたゾーンに対応するブロックの平均値の発生確率の一例をグラフィカルに示す。
【図１０】ブロックの平均値の関数としての非検出率の一例をグラフィカルに示す。
【図１１】ブロックの寸法と所与の非検出率によって検出可能なそのブロックの最小平均値の間における関係をグラフィカルに示す。
【図１２】ブロックの寸法と感光装置の所与の表面上の曝露におけるそのブロックの平均値の間における関係をグラフィカルに示す。
【図１３】図１１及び図１２のグラフを１つの且つ同一のグラフとして重ね合わせたものである。
【図１４】感光装置の曝露の検出に対するブロックの寸法変動の影響を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明による制御方法を適用可能な感光装置１０の一例を示している。感光装置１０は、感光点のマトリックス１１と、行制御回路１２と、電荷読取回路１３１、１３２、１３３の組１３と、を有する。図１の例においては、マトリックス１１は、個々にＰ１〜Ｐ９という参照符号が付与されると共に全体としてＰｐという参照符号が付与されている感光点の３つの行Ｌ１〜Ｌ３×３つの列Ｃ１〜Ｃ３によって形成されている。このようなマトリックスは、明らかに、潜在的には、最大で数百万点もの範囲の更に多くの数の感光点によって形成することができる。更には、感光点は、検出リニアアレイを形成するように、単一の列に沿って配設することもできる。それぞれの感光点Ｐｐは、感光ダイオードＤｐと、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）Ｔと、を有する。感光ダイオードは、例えば、フォトトランジスタなどの光放射を電荷に変換する能力を有する任意の感光要素によって置換することができよう。更には、Ｘ線画像を生成するべく、Ｘ線放射の供給源とマトリックス１１の間においてシンチレータを位置決めすることができる。トランジスタＴは、例えば、「ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）」という用語でよく呼ばれている薄膜トランジスタである。又、感光装置１０は、行制御回路１２の出力１２１〜１２３を感光点Ｐ１〜Ｐ３の第１行Ｌ１のトランジスタＴのゲートに対して、感光点Ｐ４〜Ｐ６の第２行Ｌ２のトランジスタＴのゲートに対して、且つ、感光点Ｐ７〜Ｐ９の第３行Ｌ３のトランジスタＴのゲートに対して、それぞれリンクしている行導体Ｘ１〜Ｘ３をも有する。又、感光装置１０は、列導体Ｙ１〜Ｙ３をも有する。列導体Ｙ１は、感光点Ｐ１、Ｐ４、及びＰ７の第１列Ｃ１のトランジスタＴのドレインを電荷読取回路１３１に対してリンクしている。列導体Ｙ２は、感光点Ｐ２、Ｐ５、及びＰ８の第２列Ｃ２のトランジスタＴのドレインを電荷読取回路１３２に対してリンクしている。列導体Ｙ２は、感光点Ｐ３、Ｐ６、及びＰ９の第３列Ｃ３のトランジスタＴのドレインを電荷読取回路１３３に対してリンクしている。それぞれの感光点Ｐｐにおいて、トランジスタＴのソースは、感光ダイオードＤｐのカソードに接続されている。すべてのフォトダイオードＤｐのアノードは、行制御回路１２の出力１２４に対してリンクされている。出力１２４は、感光装置１０の基準電位との関係において負であるバイアス電圧Ｖｐｏｌａｒを供給する。電圧Ｖｐｏｌａｒは、例えば、−７Ｖのレベルを有する。
【００１３】
図１の感光装置１０は、以下のように動作する。画像の取得フェーズにおいて、マトリックス１１が光子のストリームに対して曝露される。フォトダイオードＤｐにより、光子がそれぞれの感光点Ｐｐにおいて電荷に変換される。電荷の量は、フォトダイオードＤｐが受け取った光子の数に比例している。電荷がフォトダイオードＤｐとトランジスタＴの接続点におけるそれぞれの感光点Ｐｐにおいて蓄積するように、トランジスタはオフ状態にある。この結果、「浮遊点（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）」と呼ばれるこの接続点の電位が低下することになる。次いで、マトリックス１１が受け取った光子ストリームの２次元画像を回復できるように、それぞれの感光点に蓄積された電荷を読み取らなければならない。感光点Ｐｐの電荷の読取は、１つの且つ同一の行の感光点のすべてについて同時に、行ごとに実行される。この目的のために、読取フェーズにおいて、行制御回路１２は、アドレス指定された行のトランジスタＴをオン状態に切り替える読取パルスをアドレス指定されたそれぞれの行導体Ｘ１〜Ｘ３に対して印加する。この結果、アドレス指定された行の浮遊点がそのバイアス電位に戻り、これにより、対応する浮遊点に蓄積されている電荷の量に比例した電流がそれぞれの列導体Ｙ１〜Ｙ３内を循環することになる。電荷読取回路１３１〜１３３は、アドレス指定された行のそれぞれの感光点Ｐｐが受け取った光子の量を判定するべく、これらの電流を使用する。
【００１４】
本発明は、トランジスタの本質的な特性に依存しており、即ち、バイポーラトランジスタのコレクタとエミッタの間と同様に、電界効果トランジスタのドレインとソースの間にオフ状態において自然に存在する浮遊結合静電容量の存在に依存している。この浮遊結合静電容量は、相対的に弱く、例えば、１０フェムトファラッド（１０−１５ファラッド）のレベルであるが、それにも拘わらず、列導体の電位変動を生成するには十分である。「静電容量性結合効果」とは、列導体Ｙ１〜Ｙ３に接続されているそれぞれの感光点Ｐｐの浮遊点の電位変動がその列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位の比例する変動を結果的にもたらすことを意味するものと理解されたい。従って、列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位変動は、その列導体Ｙ１〜Ｙ３に接続されているすべての感光点Ｐｐの浮遊点の電位変動の合計に比例している。図１においては、それぞれのトランジスタＴの浮遊結合静電容量は、コンデンサＣによって表されており、その第１電極は、対象の感光点Ｐｐの浮遊点（フォトダイオードＤｐと、関連するトランジスタＴの間における接続点）に対して接続されており、且つ、その第２電極は、感光点Ｐｐがリンクされている列導体Ｙ１〜Ｙ３に対して接続されている。この浮遊結合静電容量は、並列に接続された、即ち、それぞれのトランジスタＴのドレインとソースの間において接続された、コンデンサの存在によって補強することができることに留意されたい。
【００１５】
図２は、本発明の主題である制御方法の可能なステップを示している。この方法は、例えば、図１の感光装置１０に対して適用される。第１ステップ２１において、第１試験が実行され、列導体Ｙ１〜Ｙ３のうちの１つの列導体の電位Ｖｎ−１を第１の時点ｔｎ−１において判定している。第２ステップ２２において、第２試験を実行しており、同一の列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位Ｖｎを第２の時点ｔｎにおいて判定している。試験、即ち、列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位の判定は、関係する列導体Ｙ１〜Ｙ３と関連する電荷読取回路１３１〜１３３によって実行される。列導体上に存在している電荷は、読み取られると共に列導体の電位を表すデジタル値に変換される。第３ステップ２３において、時点ｔｎ及びｔｎ−１の間における列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位の差ΔＶ（Ｖｎ−Ｖｎ−１）を判定している。第４ステップ２４において、この電位差ΔＶを既定の閾値Ｓと比較している。この比較の結果に応じて、読取ステップ２５が開始され、或いは、開始されない。具体的には、電位差ΔＶが閾値Ｓを上回っている場合には、読取フェーズを実行し、行導体Ｘ１〜Ｘ３のそれぞれに対する読取パルスの印加によって感光点Ｐｐの行Ｌ１〜Ｌ３を連続的に読み取る。閾値Ｓは、２つの矛盾する要件の間におけるトレードオフの結果として決定される。第１の要件によれば、閾値Ｓは、マトリックス１１が光子ストリームに対して曝露されていない場合に読取フェーズの実行を回避するべく、弱過ぎるものであってはならない。実際に、様々な電気コンポーネントにより、特に電位を判定する際に電荷読取回路１３１〜１３３により、導入されるノイズに起因し、曝露されていない場合にも列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位差を観察することができる。逆に、閾値Ｓは、画像の取得フェーズの見逃しを回避するべく、大き過ぎるものであってもならない。
【００１６】
図３は、感光装置１０のマトリックス１１上における光子の到来を永久的にチェックできるようにする本発明の特定の実施形態を示している。感光装置１０は、スタンバイモードにあり、即ち、試験が規則的な時間インターバルにおいて実行されている。それぞれの時間インターバルの持続時間Ｔｖは、例えば、数ミリ秒又は数十ミリ秒のレベルである。この持続時間Ｔｖは、最小曝露時間未満、即ち、感光装置１０が光子ストリームに対して曝露される可能性が高い最小時間未満、となるような方式によって設定することができる。このような条件は、例えば、取得フェーズにおいて、電荷読取回路に起因して、それらの電荷読取回路が接続されている列導体上において電位が低速でドリフトする際に、必要とされる。次いで、感光装置１０が光子ストリームに対して曝露されていない際の時点と光子ストリームに対して実際に暴露されている際の時点の間における列導体上の電位を比較する必要がある。ステップ２３において判定される電位差ΔＶは、時点ｔｎにおいて最後の試験の際に判定された列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位Ｖｎと時点ｔｎ−１において最後の１つ前の試験において判定された電位Ｖｎ−１の間における差である。図３においては、ステップ２２、２３、及び２４と、ループを閉じる追加ステップ３１と、を有するループにより、試験の反復を実行している。ステップ３１は、電位差ΔＶが閾値Ｓを上回っていない場合に、ステップ２４の完了の際に実行される。このステップ３１において、電位Ｖｎは、電位Ｖｎ−１となる。ステップ３１の完了の際に、新しい試験ステップ２２が実行され、新しい電位Ｖｎが判定される。この結果、ステップ２３において、この電位Ｖｎを、先行するステップ２２において判定された新しい電位Ｖｎ−１と比較することができる。
【００１７】
図４は、２つのタイミング図により、制御方法の様々なステップの時間に伴う順序を示している。第１タイミング図４１は、感光装置１０の動作を示している。第２タイミング図４２は、光子の又はＸ線の供給源の動作を示している。感光装置１０は、時点ｔｎ−２と時点ｔｗの間において、スタンバイモード４１１にある。このスタンバイモード４１１においては、様々な時点ｔｎ−２、ｔｎ−１、及びｔｎにおいて試験４１２が実行されている。持続時間Ｔｖが、連続する試験を分離している。それぞれの試験４１２の後に、最後の２つの試験の間における電位差ΔＶを判定すると共に閾値Ｓと比較している。このケースにおいては、時点ｔｎ−１の後において、電位差ΔＶは、読取フェーズをトリガするには不十分である。この結果、新しい試験を時点ｔｎにおいて実行している。時点ｔｎに先行する時点ｔｘにおいて、供給源が光子又はＸ線ストリームを感光装置１０に向かって放出し始めている。放出時間は、ｄｘと表記されている。この結果、時点ｔｎにおける試験４１２に後続するステップ２４において、電位差ΔＶが閾値Ｓを上回っていると判定される。従って、読取ステップ２５をトリガしなければならない。まず、待機ステップ４１２を時点ｔｗから実行している。この時点ｔｗは、時点ｔｎの後の持続時間ｄｃを有しており、持続時間ｄｃは、ステップ２３及びステップ２４の処理時間である。待機ステップ４１３は、時点ｔｒまで、持続時間ｄｗにわたって実行されている。この結果、光子又はＸ線の放出は、読取フェーズの時点において終了することができる。実際に、その曝露の際の感光点の読取は、非常に劣化した画像を付与することになろう。更には、Ｘ線撮像の場合には、患者が受け取ったＸ線放射の一部分しか使用されないことにもなろう。従って、持続時間ｄｗは、最大曝露時間を、即ち、感光装置１０が光子ストリームに対して曝露される可能性が高い最大持続時間を、上回らなければならない。待機ステップ４１３の完了の際に、読取ステップ２５を実行することができる。
【００１８】
感光装置１０のコンポーネントによって導入される電子ノイズの影響を低減するべく、本発明による方法は様々な方法によって最適化することができる。第１の変形においては、列導体Ｙ１〜Ｙ３のうちの１つのみではなく、いくつかのもの、場合によっては、すべてのもの、の電位差を考慮している。この目的のために、それぞれの列導体Ｙ１〜Ｙ３について、ステップ２１〜２３を実行することができる。例えば、ステップ２４は、すべての列導体Ｙ１〜Ｙ３上における電位差の合計を全体閾値と比較するステップを有することができる。又、ステップ２４は、列導体の電位差を閾値と個別に比較するステップを有することも可能であり、この場合には、読取フェーズは、肯定的な比較の数が、即ち、閾値を上回っている電位差の数が、所与の数を上回っている場合にのみ、実行される。関係する列導体は、隣接していてもよく、或いは、隣接していなくてもよい。電子ノイズの影響を低減する第２の変形においては、１つ又は複数の列導体Ｙ１〜Ｙ３の電位を１つの且つ同一の試験について連続的に複数回にわたって判定している。次いで、関係するそれぞれの列導体Ｙ１〜Ｙ３について、電位の平均値を判定している。この結果、ステップ２３において判定される電位差ΔＶは、時点ｔｎにおける最後の試験において判定された電位差Ｖｎの平均値と時点ｔｎ−１における最後から２番目の試験において判定された電位差Ｖｎ−１の平均値の間における差である。
【００１９】
本発明による制御方法によれば、光子又はＸ線の供給源とは独立的に、感光点のマトリックスを有する感光装置を自律的に同期させることができる。移動可能なカセットに感光装置を内蔵させることができる医療撮像分野においては、システムのインターフェイスの変更を伴うことなしに、任意の感光装置を、特に放射線フィルムカセット又は同期化手段を有するカセットを、Ｘ線放射の供給源によって置換することが可能となる。更には、本制御方法は、感光装置に対する又は光子又はＸ線の供給源に対するハードウェアコンポーネントの追加を必要としない。イオン化チャンバが感光装置の入力プレーン内に配置される解決策とは異なり、本発明による制御方法は、マトリックスに到来する信号の品質を劣化させない。
【００２０】
図５は、本発明による制御方法の特定の実施形態を示している。この実施形態は、いくつかの列導体を有する感光装置に対して適用される。この実施形態は、一方においては、すべての列導体上の電位を考慮することに、且つ、他方においては、１つの且つ同一の試験においてこれらの電位の判定を反復することに、基づいている。説明の残りの部分においては、ｎｃ個の列導体を有する、即ち、感光点Ｐｐのｎｃ個の列を有する、感光装置について検討することとする。
【００２１】
第１ステップ５１において、ｎｃ個の列導体のそれぞれの上部において電位を連続的にｎ｜回にわたって判定している。これらのｎ｜×ｎｃ個の電位は、取得フェーズにおける第１時間インターバルにおいて、即ち、感光装置のトランジスタＴがオフ状態において制御されている時間インターバルにおいて、判定される。これらの電位は、それぞれの列導体について、第１の一連の電位を形成する。これらは、Ｖ１、ｉ、ｊと表記され、この場合に、１は、第１の一連の電位を示しており、ｉは、１〜ｎ｜の整数であると共に第１の一連の電位における発生を示しており、且つ、ｊは、１〜ｎｃの整数であると共に列導体のうちの１つを示している。
【００２２】
第２ステップ５２において、再度、ｎｃ個の列導体のそれぞれの上部において電位をｎ｜回にわたって連続的に判定している。これらのｎ｜×ｎｃ個の電位は、依然として取得フェーズにおける第２時間インターバルにおいて判定される。これらは、それぞれの列導体について第２の一連の電位を形成する。第１及び第２の一連の電位は、それぞれ、Ｖ１、ｉ、ｊ及びＶ２、ｉ、ｊと表記され、この場合に、ｉは、１〜ｎ｜の整数であると共に関係する一連の電位における発生を示しており、且つ、ｊは、１〜ｎｃの整数であると共に列導体のうちの１つを示している。
【００２３】
第３ステップ５３において、第１の一連の電位のうちの電位ｖ１，ｉ，ｊと第２の一連の電位うちの対応する電位Ｖ２，ｉ，ｊの間の電位差ΔＶｉ，ｊを判定している。電位差は、それぞれの列導体ｊとの且つ一連の電位におけるそれぞれの発生ｉとの関係において判定される。具体的には、それぞれの列導体ごとに、差ΔＶ１，ｊが、第１の一連の電位のうちの第１電位Ｖ１，１，ｊと第２の一連の電位のうちの第１電位Ｖ２，１，ｊの間において、第１の一連の電位のうちの第２電位Ｖ１，２，ｊと第２の一連の電位のうちの第２電位Ｖ２，２，ｊの間において、且つ、以下同様に、２つの一連の電位のうちのすべての発生ｉについて、判定される。これらのすべての電位差は、ピクセルのｎｃ列×ｎｌ行の試験画像の形態で表すことが可能であり、試験画像のそれぞれの行は、一連の電位における発生ｉに対応しており、列は、感光装置の列導体ｊに対応している。試験画像のそれぞれのピクセルの値は、関係する発生ｉ及び列導体ｊにおける電位差ΔＶｉ，ｊと等しい。
【００２４】
第４ステップ５４において、感光点の曝露を試験している。このステップ５４は、以下のサブステップを有する。第１サブステップ５４１において、変数ｍを既定の整数値によって初期化している。感光装置は、一般に、２の累乗に等しいいくつかの列を有する。従って、変数ｍは、有利には、関係ｍ＝ｎｃ／２ｎによって設定され、この場合に、ｎは、１以上の整数である。整数ｎの値については、後述する。第２サブステップ５４２において、試験画像をピクセルのｎｌ行×ｍ列のブロックにサブ分割している。従って、変数ｍは、ブロックの寸法を規定している。図６は、６１１〜６１７と表記された７つのブロックにサブ分割された例示用の試験画像６１を示している。第３サブステップ５４３において、それぞれのブロックごとに、電位差ΔＶｉ，ｊの平均値ＭΔＶｊを判定している。第４サブステップ５４４において、それぞれの平均値ＭΔＶｊを既定の閾値Ｓｍと比較している。この閾値Ｓｍは、寸法ｍの関数として決定される。平均値ＭΔＶｊのいずれもが閾値Ｓｍを上回っていない場合には、ステップ５４は、予め考慮された寸法ｍを上回る寸法ｍによって反復される。寸法ｍの増大は、寸法ｍの初期化サブステップ５４１の代わりに実行されるサブステップ５４５によって表されている。寸法ｍが関係ｍ＝ｎｃ／２ｎによって設定されている際には、ブロックの寸法ｍは、例えば、１単位だけ、整数ｎの値を低減することによって増大させることができる。ここで、ピラミッド検出について説明することが可能であり、ブロックの寸法ｍが、それぞれのサブステップ５４５において倍増される。図７は、ピラミッド検出の原理を示している。この検出の利点は、所与のレベルのそれぞれのブロックの平均値ＭΔＶｊを先行するレベルの２つのブロックの平均値によって取得することができるという点にある。サブステップ５４４において、平均値ＭΔＶｊのうちの少なくとも１つが閾値Ｓｍを上回っている場合には、読取ステップ５５がトリガされる。このステップ５５は、以前と同様に、行導体のそれぞれに対する読取パルスの印加によって感光点Ｐｐの異なる行を連続的に読み取るステップを有する。
【００２５】
説明の残りの部分は、誤認警報率及び非検出率に対する寸法ｍの影響を示している。「誤認警報」とは、感光装置が曝露されていないが読取ステップ５５がトリガされる事実を意味するものと理解されたい。「非検出」とは、感光装置が曝露されているが読取ステップ５５がトリガされない事実を意味するものと理解されたい。試験画像のそれぞれのピクセル、即ち、感光装置のそれぞれの列は、例えば、８．２ｌｓｂに等しい標準偏差ｓの電子ノイズに晒されているものと見なし、この場合に、ｌｓｂは、「最下位ビット（ｌｅａｓｔ  ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  ｂｉｔ）」の頭文字であり、１ｌｓｂは、列導体上において離散化させることができる最小電圧変動である。統計的には、試験画像内のピクセルのノイズは、分散２．ｓ２の正規分布に従う。感光装置の曝露されていないゾーンに対応するブロックの場合には、ブロックのピクセルの平均値は、ゼロ平均値の且つ分散２．ｓ２／（ｎ｜．ｍ）の正規分布に従う。図８は、グラフにより、曝露されていないゾーンに対応するブロックの平均値ＭΔＶｊの発生確率の一例を示している。この例においては、８．２ｌｓｂに等しい標準偏差ｓの電子ノイズ、５０に等しい寸法ｍ、及び３に等しい行の数ｎｌが考慮されている。従って、曝露されていないゾーンに対応する寸法３×５０のブロックが、４に等しい平均値ＭΔＶｊを有する可能性は、１００００回に１回である。このグラフから、望ましい誤認警報率の関数として検出閾値Ｓｍを決定することができる。一例として、以下の仮定を検討する。試験が、即ち、一連の電位Ｖｉ，ｊの判定が、１００ミリ秒（ｍｓ）ごとに実行される。目的は、１０年間の動作において単一の誤認警報を得るというものである。これらの１０年において、試験の数は、（１０×３６５×２４×６０×６０×１０＝）３．２×１０９に等しい。従って、誤認警報率は、３．２×１０−１０に等しくなければならない。グラフにより、６．４に等しい検出閾値Ｓｍを決定することができる。この結果、その平均値ＭΔＶｊが６．４を上回っているブロックは、３．２×１０−１０に等しい誤認警報率を有する曝露されたゾーンに対応するものと見なされる。
【００２６】
次に、感光装置の曝露されたゾーンに対応するブロックについて検討する。このブロックにも、曝露されていないゾーンに対応するブロックと同一の統計法則が適用されるが、受け取った光子ストリームに依存する統計平均値ｍｂを有する。図９は、グラフにより、検出閾値Ｓｍに等しい統計平均値ｍｂを有する曝露されたゾーンに対応するブロックの平均値ＭΔＶｊの発生確率の一例を示している。図９に示されているように、平均値ＭΔＶｊが検出閾値Ｓｍを下回る可能性は、平均値ＭΔＶｊがこの閾値を上回る可能性と同一である。
【００２７】
図１０は、グラフにより、ブロックの平均値ｍｂの関数として非検出率の一例を示している。このグラフにより、８ｌｓｂに等しい平均値ｍｂを付与する曝露の場合には、検出の確率は９５％に等しいと判定することができる。これは、８ｌｓｂの平均値を伴って試験された１００個のブロックにおいて、５つのブロックが検出されないであろうことを意味している。このような非検出率は、常に受け入れ可能であるわけではなく、特に患者がＸ線放射に晒される際には、受け入れ可能ではない。一例として、以下の仮定を検討する。曝露が２０分ごとに発生する。ブロックの寸法ｍは、５０に等しく、且つ、列導体の数ｎｃは、２８８０に等しい。この場合にも、８．２ｌｓｂに等しい標準偏差ｓの電子ノイズを考慮する。目的は、１０年ごとに１回の曝露しか見逃さないというものである。従って、望ましい非検出率は、（１／（１０×３６５×２４×６０×（１／２０）×（２８８０／５０）＝）６．６×１０−８である。対応するブロックの平均値ＭΔＶｊは、例えば、１１．５ｌｓｂに等しい。合計するべく、その平均値ＭΔＶｊが１１．５ｌｓｂに等しいブロックは、６．６×１０−８に等しい非検出率を有する曝露されたゾーンに対応しているものと見なされる。従って、感光装置は、感光装置が６．６×１０−８に等しい非検出率を有する放射に暴露されたと見なされるようにブロックの平均値ＭΔＶｊが１１．５ｌｓｂと等しくなるようなフローに対して少なくとも曝露されなければならない。この検出可能な最小平均値は、Ｍｄと表記される。検出可能な最小平均値Ｍｄは、ブロックの寸法ｍの関数である。
【００２８】
図１１は、グラフにより、ブロックの寸法ｍと検出可能な最小平均値Ｍｄの間の関係を示している。このグラフは、ブロックが幅広になるほど、検出可能な最小平均値Ｍｄが小さくなることを示している。
【００２９】
更には、感光装置は、必ずしも、そのマトリックスの表面のすべてにわたって曝露されるわけではない。従って、所与の曝露において、放射を受け取った感光点にリンクされうるものは、列導体のうちのいくつかのみである。従って、ブロックの寸法ｍは、曝露されたマトリックスのゾーンをも考慮しなければならない。一例として、１００×１００個の感光点の表面上における曝露を検討する。単純化を目的として、この場合にも、ブロックは、この表面上において中心に位置するものと見なす。図１２は、グラフにより、ブロックの寸法ｍとこのような曝露に対応するブロックの平均値ＭΔＶｊの間における関係を示している。曝露されたゾーン上において中心に位置したブロックの寸法ｍが、曝露された表面の幅以下である場合には、このブロックの平均値ＭΔＶｊは、一定に留まる。その一方にで、ブロックの寸法ｍが曝露された表面の幅を上回るようになると、ブロックの平均値ＭΔＶｊは減少する。
【００３０】
図１３は、図１１及び図１２の２つのグラフを単一のグラフとして重ね合わせている。第１曲線１３１は、検出可能な最小平均値Ｍｄを表している。第２の曲線１３２は、平均値ＭΔＶｊを表している。曲線１３１及び１３２は、１７ｌｓｂに等しい概略平均値ｍｂを有する１００列の幅にわたる曝露の場合には、露出ゾーン上において中心に位置したブロックは、その寸法ｍが２５〜４５０である場合にのみ、６．６×１０−８の非検出率を有する曝露ゾーンに対応すると検出されることを示している。更には、検出最適値は、曝露の幅に等しい寸法ｍの場合に出現する。但し、この曝露幅は、一般に既知ではない。ここで、いくつかの撮像分野においては、曝露表面が異なる曝露の間において大きく変化しうる。この結果、感光装置は、単一の寸法ｍにより、任意の幅の露出を検出することができない。従って、感光点の曝露の試験ステップ５４は、感光装置がブロックの寸法ｍを実際の曝露の幅に対して適合させることができるようにしている。
【００３１】
図１４は、曝露の検出に対するブロックの寸法ｍの変動の影響を示している。これは、グラフにより、異なるブロック寸法ｍごとに曝露されたゾーンの幅Ｌの関数として検出可能な最小平均値Ｍｄを示している。第１曲線１４１は、３０に等しい寸法ｍにおける検出可能な最小平均値Ｍｄを示している。第２曲線１４２は、１００に等しい寸法ｍにおける検出可能な最小平均値Ｍｄを示している。第３曲線１４３は、５００に等しい寸法ｍにおける検出可能な最小平均値Ｍｄを示している。最後に、第４曲線１４４は、値３２、６４、１２８、２５６、５１２、及び１０２４を連続的にとる寸法ｍにおける検出可能な最小平均値Ｍｄを示している。曲線１４１〜１４４は、ブロックの寸法ｍの変動が、曝露されたゾーンの幅とは無関係に、最適な検出を許容することを示している。
【００３２】
感光点のマトリックスのトランジスタの浮遊結合静電容量は、感光装置が受け取った光子の又はＸ線の量を計測するために、類似の方式によって使用することもできる。実際に、浮遊点の、且つ、従って、列導体の、電位の変動は、受け取った光子又はＸ線の量に比例している。取得フェーズにおいて列導体上の電位を判定するための試験を何回か実行することにより、受け取った光子又はＸ線の量をそれから推定することができる。この放射の定量化機能は、具体的には、光子又はＸ線ストリームの放出パワーをサーボ制御するべく、或いは、望ましい量の光子又はＸ線を受け取ったら放出を中断するべく、使用することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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