(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも１つの光導電素子、及び感光性アセンブリを照明するための均一照明光源（ＬＳ）を含む感光性アセンブリ（ＭＴＲ）を使用することと、
−  前記感光性アセンブリの表面積の所与の断片である基本表面積（ＳＥ）に対応する前記アセンブリの照明された領域に対して、前記感光性アセンブリによって供給される基準電流（ＩＥ）が決定されることと、
−  カウントされる物体（ＯＢＪ）が、前記感光性アセンブリに対して配置され、前記感光性アセンブリが、前記光源によって照明され、前記配置された物体が、前記感光性アセンブリの表面の一部をマスクすることと、
−  前記カウントされる物体によってマスクされた前記感光性アセンブリの照明された表面によって供給された電流（ＩＭ）が測定され、前記物体によってマスクされた前記表面が決定され、次に、物体の数が、前記測定された電流及び前記基準電流に基づいていることと、
を特徴とする、物体をカウントするための方法。
【請求項２】
−  少なくとも１つの光導電素子、及び感光性アセンブリを照明するための均一照明光源（ＬＳ）を含む感光性アセンブリ（ＭＴＲ）を使用することと、
−  前記感光性アセンブリの表面積の所与の断片である基本表面積（ＳＥ）に対応する前記アセンブリの照明された領域に対して、前記感光性アセンブリによって供給される基準電流（ＩＥ）が決定されることと、
−  カウントされる物体（ＯＢＪ）が、前記感光性アセンブリに対して配置され、前記感光性アセンブリが、前記光源によって照明され、前記配置された物体が、前記感光性アセンブリの表面の一部をマスクすることと、
−  前記アセンブリによって供給された電流（ＩＭ）が測定され、前記物体によってマスクされた前記表面が決定され、次に、物体の数が、前記測定された電流及び前記基準電流に基づいていることと、
を特徴とする、物体をカウントするための方法であって、
前記感光性アセンブリが、プリント光導電有機材料でコーティングされた可撓性シート、及び前記照明による電流を集められるようにする導体から構成されることを特徴とする方法。
【請求項３】
前記感光性アセンブリが、マトリックスの行導体と列導体との間の交点にそれぞれ位置する光導電素子のＮ行及びＰ列（Ｎ及びＰは１以上の整数である）の単純マトリックスを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記マトリックスが、照明されない基本表面の周知の数ｋ（ｋは整数又はゼロ）を有する少なくとも１つの基準列を含み、この列が、単一の基本表面積の前記照明に対応する前記基準電流を決定するために用いられることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記マトリックスが、ｋ’（ｋ’はｋと異なる）の照明されない基本表面を含む少なくとも１つの他の基準列を含み、前記２つの基準列における電流の差が、これから、単一の基本表面積の前記照明によって生成される電流を推定するために測定されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基準列が二重され、２つの二重列によって供給された電流が平均されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
読み出し回路が、各列に関連付けられ、この回路が差動であり、前記回路が、全ての画素が照明されるか又は全ての画素がマスクされる基準列によって供給される電流と、前記読み出し回路に関連する前記列によって供給される電流との間の差を測定することを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記マトリックスが、長尺状の形状を備えた光導電素子の単一行を含み、前記基本表面積が、光導電素子の高さの断片を表すことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
読み出し回路が、マトリックスの各列に関連付けられ、同様に各行に関連付けら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】
前記感光性アセンブリが、個々に又は列単位で読み出すことができる幾つかの光導電素子に細分されず、それが、前記照明によって生成された電流が全体的に読み出される単一の光導電素子によって形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記光導電素子がフォトダイオードであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
物体をカウントするための装置であって、光導電素子のＮ行及びＰ列（Ｎ及びＰは１以上である）の単純マトリックスであって、それに対して、前記マトリックスの一部をマスクするために前記物体が配置され得る単純マトリックスと、前記マトリックスの全体を照明する均一光源と、前記マトリックスの表面積の断片である基本表面積の照明に対応する基本電流を決定するための手段と、前記マトリックスの一部のマスクする物体が存在する状態で前記マトリックスによって送出される少なくとも１つの電流を測定するための手段と、前記物体によってマスクされた表面積を決定し、次に、前記送出された電流及び前記基本電流に基づいて物体の数を決定するための計算手段と、を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接的な光学検出方法による物体のカウンティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的方法による物体の検出は、画像に存在する物体のカウンティングを実行するために、電子画像センサを用いた画像取り込み及びその後の複雑な画像処理（形状認識等）を特に含む多かれ少なかれ精巧な手段を利用することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書において、より単純でより直接的なカウンティング方法及び対応するカウンティング装置が、表面上に配置された物体のカウンティングなどの用途のために提供される。
【０００４】
本発明によれば、以下のもの、即ち、
−  少なくとも１つの光導電素子を含む感光性アセンブリ、及び感光性アセンブリを照明するための均一照明光源の使用と、
−  感光性アセンブリの表面積の所与の断片である基本表面積に対応するこのアセンブリの照明領域に対して、感光性アセンブリによって供給される基準電流の決定と、
−  感光性アセンブリに対するカウントされる物体の配置、光源による感光性アセンブリの照明、及び感光性アセンブリの表面の一部をマスクする配置された物体と、
−  アセンブリによって供給された電流の測定、並びに物体によってマスクされた表面積の決定、及び結果として、測定された電流及び基準電流に基づいた物体の数と、
が提供される。
【０００５】
光導電素子は、フォトダイオードであるのが好ましいが、しかし光抵抗器であっても良い。
【０００６】
カウントすることが望ましい物体は、一般に、無生物であるが、しかし本発明はまた、ペトリ皿（透明蓋を備えた容器）における細菌コロニーなどの生体のカウンティングに適用可能である。本発明の文脈における単語「物体」は、生体及び無生物体の両方を示す。
【０００７】
本発明は、プリント光導電有機材料でコーティングされたシート、及び照明による電流を集められるようにする導体で構成された感光性アセンブリを用いて特に使用可能である。シートは、小又は大寸法（大きな寸法のシートは、側部が少なくとも１０センチメートル及び好ましくは側部が数十センチメートルのシートを意味すると理解される）を備えた可撓性シートであるのが好ましい。かかるシートは、例えば平面上に配置され、物体は、シート上に配置される。均一光を備えた拡散照明用の板が、シートの上方に配置される。例えば、シートは、引き出しの底部に配置され、照明板は、引き出しの上面を閉じる。さもなければ、シートは、レセプタクルが透明な場合に、レセプタクルの底部に又はレセプタクルの下に配置され、照明板は、レセプタクルの上方に又は透明蓋の上に配置される。
【０００８】
本発明の好ましいバージョンにおいて、感光性アセンブリは、光導電素子又は画素のＮ行及びＰ列（Ｎ及びＰは１以上の整数である）のマトリックスを含む。これは、行導体及び列導体網で構成された単純マトリックスであり、光導電素子（好ましくはフォトダイオード）が、行導体と列導体との間の各交点に配置される。この素子又はこのフォトダイオードは、感光性画素に対応する。感光性マトリックスの一エッジに好ましくは配置されたマトリックスの基準列が、照明されない基本表面の周知の数ｋ（ｋは整数又はゼロ）を除いて、均一に照明される（物体は、この列に配置されない）。基本表面積は、一画素の表面とすることができる。この列は、単一の基本表面又は画素の照明に対応する基準電流を決定するために用いられる。それは、電流ＩＭを供給し、単一の照明された画素に対応する基準電流は、ＩＭ＊／（Ｎ−ｋ）である。数ｋは、潜在的に０に等しくなり得る（基準列は、全て照明される）。しかしながら、ｋのマスクされた基本表面（ｋのダーク画素）を有する列及びｋ’のマスクされた基本表面を有するもう一方の列である２つの基準列に対する差によって測定を実行することが好ましく、ｋ’は、ｋと異なる整数である。２つの列における電流の差は、一基本表面における基準電流のｋ’−ｋ倍であり、それが、一基本表面の照明によって生成される基本電流を決定できるようにする真相である。
【０００９】
基準列は、二重にされても良く（基準列の存在は、例えばマトリックスの右エッジ及び左エッジの両方である）、２つの二重列の電流は、照明におけるどんな不均一性も考慮するために平均される。
【００１０】
各列に関連する読み出し回路は、差動であるのが好ましい。換言すれば、電流の差が、基準列、例えば全体的に照明された列（又は全体的にダーク）と、照明されるがしかしカウントされる物体によってマスクされた画素、又は基準列用に不透明層によってマスクされた画素を有する、読み出し回路に関連するもう一方の列との間で測定される。
【００１１】
多数の物体は、列単位で決定されても良いが、しかしマトリックス全体によって光生成された電流の全体的測定がまた、マトリックスに載っている物体の全体数を得るために実行されても良い。
【００１２】
フォトダイオードのマトリックスが、列における読み出し回路だけでなく行における読み出し回路、換言すれば各行の端部における読み出し回路を備えている場合に、読み出し動作は、列又は行において達成することができ、物体によってマスクされた画素の行及び列単位で分布のヒストグラムを確立することができる。この目的で、測定が列にわたって実行される場合に行導体を介し、且つ測定が行にわたって実行される場合に列導体を介し、電源電位の方向を逆にすることによってフォトダイオードに電力を供給できることが必要である。
【００１３】
簡略化されたバージョンにおいて、フォトダイオードのマトリックスはなく、フォトダイオードの列があるだけであり、各フォトダイオードは、非常に長尺状の形状を備え、単一のフォトダイオードとして動作する感光性材料の列全体から形成される。読み出し動作は、列に関連する読み出し回路を用いて、列において実行することができるだけであり、電力は、単一の行導体を介して供給される。次に、基準電流を決定するために用いられる基本表面積は、単に列の断片である。
【００１４】
最後に、１つの例示的で簡略化されたバージョンにおいて、感光性アセンブリは、個々に読み出すことができる幾つかのフォトダイオードに細分されない。反対にそれは、照明によって生成された電流が全体的に読み出される単一の非常に大きなフォトダイオードから構成される。このアセンブリは、それが較正される限り働くことができる。較正は、２つのステージ、即ち、フォトダイオードの全体が照明された場合に供給される電流の測定、及びフォトダイオードの表面（周知である）の１つ（又は幾つか）の同様に周知の断片（単複）（又は基本表面）がマスクされた場合の電流の測定において実行される。電流測定が、次に、カウントされる物体の特徴を有する１つの物体を配置した後の電流測定が、どんな基本表面積もマスクされずに、極めて簡単に実行され得る。そのとき、基本表面積は、物体の表面である。この表面の照明に対応する基準電流は、差によって決定される。次に、物体が表面に配置された場合の電流の測定が実行される。
【００１５】
本発明は、このカウンティング方法及びその変形だけでなく、光導電素子、特にフォトダイオードのＮ行及びＰ列（Ｎ及びＰは１以上）の単純マトリックスであって、それに対して、マトリックスの一部をマスクするために物体が配置され得る単純マトリックスと、感光性アセンブリを照明する均一光源と、マトリックスの表面の断片である基本表面積の照明に対応する基本電流を決定するための手段と、マトリックスの一部をマスクする物体が存在する状態でマトリックスによって送出される少なくとも１つの電流を測定するための手段と、物体によってマスクされた表面積を決定し、次に、送出された電流及び基本電流に基づいて物体の数を決定するための計算手段と、を含む対応するカウンティング装置に関する。
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の、且つ添付の図面に関連して提示される詳細な説明を読むことによって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】画素をマスクする物体が配置される感光性画素のマトリックスを斜視図で象徴的に示す。
【図２】かかるマトリックスの平面図を示す。
【図３】フォトダイオードの単純マトリックス及び関連する読み出し回路の電気回路図を示す。
【図４】図２における基準列と異なる基準列を備えたマトリックスを示す。
【図５】二重の基準列ｎを備えたマトリックスを示す。
【図６】画素の各列に関連する読み出し回路を備えたマトリックスを示す。
【図７】画素列の読み出しにおける多重化を伴うマトリックスを示す。
【図８】図７の一変形実施形態を示す。
【図９】列におけるヒストグラムの計算を説明する図を示す。
【図１０】列及び行におけるヒストグラムを説明する図を示す。
【図１１】列が個別の画素に細分されないマトリックスを示す。
【図１２】２つの較正ステップ（１２ａ、１２ｂ）及び測定ステップ（１２ｃ）を用いる、単一の大きなフォトダイオードによって形成された感光性アセンブリを示す。
【図１３−１４】マトリックスの画素に正確に配置されていない物体を伴う感光性アセンブリを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、Ｎ行及びＰ列の画素又はＮ×Ｐ画素のマトリックスＭＴＲによって象徴される感光性アセンブリの斜視図を示す。マトリックスは、光源ＬＳによって均一に照明される。
【００１９】
全て同一のカウントされる物体ＯＢＪが、マトリックス上に配置されている。それらは、それらが載っている画素をマスクする。換言すれば、光源ＬＳからの光は、これらの画素に達しない。他の画素は、光源によって照明される。
【００２０】
説明を単純にするために、物体は、画素と同じ寸法を備えた平行六面体の形状を有するように表現され、各物体は、ただ１つの完全な画素をすっかり覆う。画素とカウントされる物体との間の形状及び寸法のこの同一性は、カウントされる物体によって覆われている表面積が知られている限り、絶対的に義務的というわけではないことが分かる。画素の表面積は、分解能、即ち、それを用いて、マトリックスに配置された物体の表面積を検出できる分解能を与える。それが小さければ小さいほど、それだけ良く小さな物体をカウントでき、より大きな物体のカウントは、より正確になる。従って、物体によって覆われた表面積は、マトリックスのいくつかの画素を覆うことができる。
【００２１】
光源は、液晶ディスプレイのライトボックスに似た拡散板を含むのが好ましい。この板は、マトリックスと同じ表面積を有するのが好ましい。
【００２２】
感光性マトリックスは、大きな単純マトリックスである。典型的には、それは、背面導体網と前面導体網との間に、好ましくは有機の光導電材料でコーティングされ且つプリント方式によって配置された、可撓性プラスチック材料で作製されるのが好ましい基板シートを含むサンドイッチ構造を含む。前面導体は、（インジウムスズ酸化物ＩＴＯから作製され）透明であるのが好ましく、さもなければ感光性材料をマスクし過ぎないように、非常に狭くなければならない。背面導体は、透明である必要はない。背面導体は、行導体とすることができ、前面導体は、列導体とすることができ、逆も同様である。全ての行導体が、同じ電位で同時に電力を供給される場合に、それらは、シート表面積の大部分を占める単一の全体的な導電層に結合されても良い。
【００２３】
導体は、図を乱雑にしないように、図１には示されていない。
【００２４】
行導体及び列導体の交点に位置する光導電材料の一部は、感光性画素を画定し、且つ行導体と列導体との間に接続された光抵抗器又は好ましくはフォトダイオードとして動作する。行導体は、バイアス電圧によって電力を供給され、列導体は、列に関連する読み出し回路に接続される。読み出し回路は、各列から電流を読み出す。換言すれば、この列導体に接続された、且つ更にバイアス電圧によってバイアスをかけられたフォトダイオードの電流の合計を読み出す。行導体によってバイアスをかけられる各フォトダイオードは、実際に、このフォトダイオードの照明に依存する電流が列導体の方へ流れることを可能にする。
【００２５】
本発明において、感光性シート上に配置された物体の全体的な画像を得ることは、求められていない。物体をカウントすることだけが、求められている。従って、列のそれぞれにおける結果としての電流を毎回観察するために、行に１つずつ連続的に電力を供給することは必要ではない。これに反して、全ての行は、同じバイアス電圧Ｖｐｏｌによって同時に全体的に電力を供給され、結果としての電流が、各列において読み出される。この電流は、列において１つ又は複数の物体によってマスクされた画素数に依存する。
【００２６】
以下の部分において、単純にするために、たとえ感光性材料が、従来のフォトダイオードでは事実であるように反対タイプＰ及びＮの２つの半導体層によって実際には形成されていなくても、フォトダイオードマトリックスが参照される。今日、フォトダイオードとして動作するが、しかし単一の材料層だけを含み、ＰＮマイクロ接合部が材料内に確立される有機素子をどのように形成するかは周知である。
【００２７】
図２は、上から見た画素のマトリックスの単純化された表現であり、そこでは、白の正方形は、均一光源によって照明された画素を表し、黒の正方形は、画素を覆う、且つ画素と同じ寸法を有する物体によってマスクされた画素を表す。陰影のある正方形は、以下でより詳細に説明するが、不透明層によってマスクされた画素を表す。この正方形は、基本表面積ＳＥを有する。配置された物体の表面積が画定されるのは、この表面積に対してである。単一の物体によってマスクされた基本表面の数を知り、且つマトリックスにわたってマスクされた基本表面の数を測定することによって、配置された物体の数は決定される。
【００２８】
図３は、フォトダイオードの単純マトリックスネットワークの形態をした、同じマトリックスの表現であり、そこでは、同じ行のフォトダイオードのカソードは、同じ行導体に接続され、同じ列のアノードは、全て、同じそれぞれの列導体に接続される。行導体及び列導体の交点における各フォトダイオードは、マトリックスＭＴＲの１つの画素を表す。
【００２９】
バイアス電圧Ｖｐｏｌは、全ての行導体に一緒に印加され、且つ電圧Ｖｐｏｌより負の電位が、フォトダイオードに逆バイアスをかけるように読み出し回路に印加される。フォトダイオードの電位及び向きは、逆にすることが可能であり、フォトダイオードは、フォトダイオードによって列導体に供給される電流が、常にフォトダイオード用の逆バイアス電流（この電流は照明に依存する）であるように、常に逆バイアスをかけられる。
【００３０】
照明されているフォトダイオードは、白で示されている。物体によってマスクされているので照明されていないフォトダイオードは、黒で示されている。
【００３１】
図３で分かるように、画素列当たり１つの読み出し回路ＣＬが存在する。この回路は、列導体によって供給される電流を測定し、その電流は、列におけるフォトダイオードの電流の合計である。
【００３２】
一般的に言って、各列に配置された物体の数は、画素が物体によってマスクされているという事実ゆえに光源によって照明されない、列における画素の数の計算に基づいて、決定される。この計算は、列によって生成される電流ＩＭを測定することによって行われる。マスクされた画素の数がｎである場合に、照明された画素の数は、Ｎ−ｎである。照明された画素によって生成される基本電流ＩＥが周知である場合に、Ｎ−ｎの照明された画素によって生成される電流は、（Ｎ−ｎ）ＩＥである。電流ＩＭを供給する列におけるマスクされた画素の数は、ｎ＝Ｎ−ＩＭ／ＩＥである。ｎｉが、ランクｉの列用に計算された数を示す場合に、マトリックスＭＴＲにおけるマスクされた画素の総数は、ｎｉの合計ｎＴであり、ｉは、１からＰまで変化する。
【００３３】
最も単純な場合（図１及び２）において、マスクされた画素と同数の物体が存在する。それほど単純でない場合（１つ又は複数の画素を部分的に覆って配置された物体、又は画素より小さいか若しくは大きい物体）において、正確な計算ではなく概算を行うことができ、この概算は、数ｎＴに基づいて、且つ物体の表面積と画素の表面積との間の比率に基づいて行われる。
【００３４】
図２及び３に対応する本発明の第１の実施形態において、マトリックスの２つの基準列が用いられ、一方（ＣｒｅｆＡ）は、例えばローカルな不透明層によって人工的にマスクされた１つ又は複数の画素を有し、他方（ＣｒｅｆＢ）は、不透明層又は物体によってマスクされた画素を少しも有しない。カウントされる物体をこれらの基準列上に配置することは許されない。列ＣｒｅｆＢの電流ＩｒｅｆＢと列ＣｒｅｆＡの電流ＩｒｅｆＡとの間の差は、画素によって供給される平均電流ＩＥを表す。ｋ画素（ｋ＞１）が、列ＣｒｅｆＡにおいてマスクされる場合に、列ＣｒｅｆＢ及びＣｒｅｆＡにおける電流の差は、平均電流ＩＥを得るために、ｋで割られなければならない。
【００３５】
ランクｉの列においてマスクされた画素の数ｎｉは、列の電流ＩｒｅｆＢと、ランクｉの列の読み出し回路によって測定された電流ＩＭｉとの間の差をＩＥで割ることによって得られる。
【００３６】
差によるこの測定は、フォトダイオードの暗電流の寄与を除去するが、この電流が、マトリックスの全てのフォトダイオードに対して多かれ少なかれ均一であると仮定する。
【００３７】
完全に照明された列の電流は、均一に照明されると仮定されたマトリックスの平均照明を決定するために用いることができる。それは、光源の閉ループ制御のために用いることができる。それはまた、それが列における画素数Ｎで割られる場合に、一画素の平均電流ＩＥを決定するために用いることができるが、しかしフォトダイオード及び／又は照明の応答時間にわたる暗電流及びドリフトの寄与を除去するために、基準列ＣｒｅｆＡ及びＣｒｅｆＢの電流間の差によって、この電流を決定することが望ましい。
【００３８】
図４に示されている第２の実施形態において、第１の基準列ＣｒｅｆＡは、例えばその表面に配置された不透明層によってマスクされたＮ−１画素及び単一の照明された画素を含む。第２の基準列ＣｒｅｆＢは、不透明層によってマスクされた全てのＮ画素を含む。列ＣｒｅｆＡ及びＣｒｅｆＢの電流間の差は、１つの照明された画素の基本電流ＩＥを直接提供する。他の列の電流は、照明された画素の数を得るために、ＩＥで割られる。Ｎの補数は、列におけるマスクされた画素の数を提供する。１つだけではなく、ｋのマスクされた画素もまた、列ＣｒｅｆＡに存在し得る。電流における差は、一画素用の基準電流を得るために、ｋで割られる必要がある。ｋのマスクされた画素が、列の１つに存在することが可能であり、ｋ’のマスクされた画素が、もう一方の列に存在することが可能であり、電流の差は、基準を得るためにｋ’で割られる必要がある。
【００３９】
２つの先行する実施形態において、照明における不均一性の影響は、図５に示されているように、例えば、基準列ＣｒｅｆＡ、ＣｒｅｆＢのペアをマトリックスの左側に、且つ別のペアＣｒｅｆＡ’、ＣｒｅｆＢ’をマトリックスの右側に配置することにより、基準列を二重にすることによって補償され得る。２つの列の結果は、基本電流ＩＥを得るために平均される。
【００４０】
読み出し回路は、電流読み出し回路であり、逆バイアスをかけられたフォトダイオードによって送出される電流は、照明の優れた表現である。しかしながら、電流は、配置された物体の数の計算を実行するために、アナログ−デジタル変換器（図示せず）によってより容易に変換可能であるように電圧に変換されても良い。
【００４１】
電流の測定及び電圧への変換のための１つの特に有利な解決法は、一基準列の電流を用いること、及びその電流をもう一方の基準列にコピーして、この列の電流ではなくてこの列の電流と基準列の電流との間の差を、列に関連する各読み出し回路に印加するようにすることに存する。
【００４２】
図６は、かかる実施形態を示し、そこでは、コピーされる電流を確立するために用いられる基準列は、その全ての画素が照明される列ＣｒｅｆＡである。対応する列導体は、ダイオードとして構成された基準トランジスタＴｒｅｆのドレインに接続され、そのゲートは、ドレインに接続され、そのソースは、大地電位である。列ＣｒｅｆＡの電流の合計を受信するこのトランジスタ以外に、この列に関連するどんな読み出し回路も実際には存在しない。このトランジスタにおける電流は、基準列のＮ画素が完全に照明されている場合に、Ｎ．ＩＥと等しい。この電流は、列に関連する各読み出し回路用のそれぞれのコピアトランジスタによってコピーされる。この目的で、コピアトランジスタは、そのソースを大地に接続し、そのゲートを第１のトランジスタのゲートに接続する。コピアトランジスタのドレインは、そのゲートに接続されない。それは、この読み出し回路に対応する列導体に接続され、それは、更に、演算増幅器の反転入力部に接続される。増幅器の非反転入力部は、基準トランジスタのゲートに接続され、従って、コピアトランジスタのゲートに接続される。この構成は、演算増幅器の負帰還動作により、基準トランジスタのゲート電圧で各ドレインにバイアスをかけることによって、電流の信頼できるコピーを可能にする。演算増幅器は、その出力部とその反転入力部との間で、値Ｒ（全ての回路に対して同じ値）の抵抗器を介してループバックされる。
【００４３】
基準トランジスタは、基準列導体から電流Ｎ．ＩＥを引き出し、コピアトランジスタは、それが接続される列から同一の電流を引き出す。しかしながら、この列のフォトダイオードによって送出される電流が（Ｎ−ｎｉ）ＩＥであるので、ランクｉの列にｎｉのマスクされた画素が存在する場合に、これらの２つの電流間の差は、演算増幅器の方へ退避される。帰還抵抗器に流れる電流は、これらの２つの電流間の差であり、それは、ｎｉ．ＩＥ．である。読み出し回路の抵抗器Ｒの端子にわたって発現される電圧は、Ｖｉ＝Ｒ．ｎｉＩＥ．である。それは、列におけるマスクされた画素の数ｎｉに比例する。
【００４４】
第２の基準列ＣｒｅｆＢに関連する増幅器は、基準電圧ＶＥ＝Ｒ．ＩＥ．を供給する。数ｎｉは、これらの電圧Ｖｉ及びＶＥの比率によって得られる。
【００４５】
電圧は、後で容易なデジタル除算を可能にするために、アナログ−デジタル変換器（図示せず）によって変換することができる。
【００４６】
列におけるマスクされた画素の数を決定するために用いられる個別の読み出し回路は、各列に対して個別である。しかしながら、大きなサイズの理由で、例えば図６における演算増幅器及び抵抗器を含む電流−電圧変換用の単一共通回路の方へ、各列から来る電流を連続的に導くことによって、読み出し動作の時分割多重化を実行することが好ましくなり得る。そのとき、出力電圧は、同時にではなく連続的に読み出される。
【００４７】
図７に示されているように、マルチプレクサＭＵＸは、列ＣｒｅｆＡ以外のＮ−１列用のコピアトランジスタの下流に配置されても良い。そのとき、列に関連する読み出し回路は、コピアトランジスタ、及びマルチプレクサのルーティングを含み、増幅器及び抵抗器は、全ての読み出し回路間で共有される。マルチプレクサＭＵＸはまた、上流に配置されても良く、この場合に、図８に示されているように、マルチプレクサの出力部と増幅器の入力部との間に、ただ１つのコピアトランジスタだけが配置される。
【００４８】
マルチプレクサのスイッチング中に過渡現象をフィルタリングするために、コンデンサが、増幅器の帰還抵抗器と並列に接続され得る。
【００４９】
電流をコピーするためのシステムの代わりに、列導体をマルチプレクサに直接接続することが可能である。マルチプレクサは、単純なシフトレジスタの制御下で各列を連続的に選択し、次にそれは、この電流を、且つこの電流だけを単一の読み出し回路の方へ導く。第１の基準列が最初に選択され、次に第２の基準列が選択される。基準電流は、差によって計算される。次に、他の列が、それらの電流の直接的な測定のために次々に選択される。
【００５０】
列におけるヒストグラムの生成
前に説明した原理は、マトリックスの各列に配置された物体の数を決定できるようにする。従って、列単位のヒストグラムをトレースすることができる。換言すれば、横座標が列の番号であり、且つ縦座標が列に配置された物体の数である曲線をトレースすることができる。図９は、このヒストグラム計算の結果を概略的に示す。
【００５１】
しかしながら、マトリックスに配置された物体の総数だけに興味がある場合に、全ての列は、フォトダイオードによって生成された合計電流を測定するために同時に読み出されても良い。この場合に、１つの照明された画素によって生成される基本電流を決定した後で、全ての列は、読み出し増幅器に一緒に（マルチプレクサの全てのスイッチが同時に作動される）接続することができ、出力電圧は測定され、従って、配置された物体のマスクされた画素の総数は、これから推定される。照明されていない画素が、配置された物体からではなく、図６〜８における基準列ＣｒｅｆＢの陰影のある画素から来ることに留意されたい。
【００５２】
列及び行におけるヒストグラムの生成
行における画素数を決定することが望ましい場合に、行及び列の役割が、逆にされ得る必要がある。これは、次のことを意味する。即ち、
−  列の端部だけでなく行の端部に接続された読み出し回路が設けられる必要があることと、
−  行に対するバイアス電圧Ｖｐｏｌの代わりに、逆バイアス電圧−Ｖｐｏｌを列に印加するための手段が設けられる必要があることと、
−  行の読み出し回路が、列読み出し動作に使用される電圧及び電流に対して、電圧及び電流の一般的な反転に適合される必要があることと、
を意味する。
【００５３】
これが事実である場合に、列におけるヒストグラム及び行におけるヒストグラムは、計算によって生成することができる。図１０は、これらの行及び列ヒストグラムを概略的に示す。
【００５４】
行にではなく列に分解されるフォトダイオード
一行のフォトダイオードしか存在せず、且つ各フォトダイオードが、感光性シートの高さ全体にわたって延長される場合でも、物体のカウンティングは、やはり実行することができる。
【００５５】
測定の分解能を定義する基本表面積は、列の高さの分数を掛けられた列の幅と等しい。従って、図１１における陰影のある表面によって示されているように、基本電流を決定するために用いられる基準列ＣｒｅｆＢは、列の表面積のこの断片にわたってマスクされなければならない。もう一方の基準列ＣｒｅｆＡは、完全に照明され、物体は、その上に載っていない。
【００５６】
配置された物体の数をカウントするために、前の場合とまさに同じ測定が実行される。陰影のある断片が照明された場合に、陰影のある断片だけによって生成されることになる基本電流ＩＥは、基準列からの測定間の差によって決定される。この断片は、前の図の場合におけるように、検出される物体の表面積に対応するのが好ましい。次に、全体的に又は列単位で、配置された物体が存在する状態で生成された電流が測定され、それらは、マスクされた基本表面の数を列単位で又は全体的に計算するために、基準電流と比較される。前の図との差は、フォトダイオードが、高さ方向において、幾つかの画素に細分されないという事実だけである。
【００５７】
列ヒストグラムは、可能なままであるが、しかし行ヒストグラムは、そうではない。何故なら、今や１つの行があるだけだからである。
【００５８】
単一の大きなフォトダイオードの使用
行及び列においてアドレス可能な基本フォトダイオードへの感光性シートの分解がないことを想定することさえも可能である。
【００５９】
この場合に、カウントされる物体の基本表面積（又はより良い分解能がカウンティングにおいて望ましい場合には、より小さな表面積）と等しい照明された表面に対応する基本電流を決定するために、事前の測定が実行されなければならない。
【００６０】
従って、第１の測定が、フォトダイオード全体を照明することによって実行される。次に第２の測定が、一基本表面積をマスクすることによって実行される。この基本表面積の照明によって生成される電流ＩＥは、差によって推定される。次に、物体が配置され、フォトダイオードによって送出された全体的な電流が測定される。ＩＥによる除算を用いて、マスクされた基本表面の数、従って物体の数が、これから推定される。
【００６１】
図１２は、この測定の３ステップを表す。第１のステップ（１２ａ）は、フォトダイオードの全体が照明された場合の電流Ｉの測定値を提供する。第２のステップ（１２ｂ）は、フォトダイオードのどこにも、ここでは例えば中心に位置できる基本表面積をマスクすることによって達成される。これは、電流Ｉ−ＩＥを提供する。第３のステップ（１２ｃ）は、電流Ｉ−ｎ．ＩＥを提供し、ｎは、第２のステップにおけるマスクされた基本表面積の倍数として表現された、カウントされる物体の数である。第１のステップと第２のステップとの間の差は、ＩＥ得るために計算され、第１のステップと第３のステップとの間の差は、ｎ．ＩＥを得るために計算される。比率は、マスクされた基本表面積の総数を提供し、そこから配置された物体の数を推定することができる。
【００６２】
フォトダイオードのネットワークと一致しない物体
図１３は、単一の大きなフォトダイオードの事例を示し、そのフォトダイオード上には、物体が、それらの位置に注意を払わずに配置されている。物体がやはりカウントされ得ることが明らかである。正確なマトリックス組織に従って配置された物体を示す図１１と比較して変化はない。
【００６３】
しかしながら、たとえフォトダイオードが列及び行に分解される場合でさえ、ネットワークに対して不正確に配置された物体、換言すれば、２つの行及び／又は２つの列にまたがっている可能性がある物体をカウントすることができ、唯一のことは、行及び列における物体のカウンティングが、それほど正確ではなくなるであろうということである。各列に対して、整数である必要がなく、むしろ分数である数の値ｎｉが得られる。これらの分数値は、マトリックス上に配置された物体の総数の最良の可能な整数近似値を得るために合計される。図１４は、画素列に対して（且つ潜在的には行に対してだが、しかし行は、読み出し動作が列によって実行される場合には重要ではない）物体が回転又はオフセットされるマトリックスを示す。
【００６４】
分解能
所望の分解能、換言すれば、感光性シートの所与の表面積に対して小さな物体をカウントする能力を得るために、シートの表面は、十分に小さい基本表面に分解されなければならない。しかしながら、ノイズによって限界がもたらされる。熱ノイズ、「ショット」ノイズ（ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｏｋｙ）又は光子ノイズとしても周知である）及び１／ｆノイズの全ノイズ、即ち従来の平均二乗和は、光源ＬＳによる一基本表面の照明によって生成される電流未満のままでなければならない。
【００６５】
同様に、フォトダイオードの特徴の空間分散は、基本電流ＩＥより大きな電流変動につながってはならず、又は次にマトリックスは、どんな潜在的な分散も取り去るために較正されなければならない。
【００６６】
例として、１ｍｍ×１ｍｍの画素を有する、３８０列及び３２０行のマトリックスが用いられても良い。
【００６７】
前の説明において、フォトダイオードによって生成された電流の測定が、抵抗性トランスインピーダンスを備えた増幅器における電圧への変換によって実行されることが考えられた。１つの欠点は、照明に従う適合性を保証するために、照明の関数として、抵抗器の値の間で切り替わることが必要になり得るということである。
【００６８】
フォトダイオードの動的パラメータをより良く調整する利点を有するが、しかし読み出し動作を減速させるか又は大きな積分コンデンサを必要とする欠点を有する積分増幅器（容量性トランスインピーダンスを備えた増幅器）が、代替として用いられても良い。この欠点は、より低いレベルの照明条件下で、従ってより低い電流で働く場合に、部分的に補償される。マトリックスの幾つかの読み出し値は、ノイズを減衰するために平均されても良い。
【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１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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