(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動検出機能を有する撮像器であって、
撮像器が電荷集積モードで作動する際に、Ｘ線の露光の間に電荷を収集するように構成されたフラットパネルであって、前記フラットパネルが、各々がフォトダイオード及びピクセルスイッチを有する複数のピクセルを備えている、フラットパネルと、
前記フラットパネルにバイアス電圧を供給するように構成されたバイアス供給回路と、
前記バイアス電圧下で前記フラットパネルを通って流れる第１のバイアス電流を監視し、前記Ｘ線の露光の開始によって生じる前記第１のバイアス電流の変化を検出するように構成された電流検出回路と、
ゲートドライバ回路であって、
前記撮像器がアイドリングモードで作動する場合に、前記複数のピクセルを仮想グラウンドに結合するように、各ピクセルスイッチを完全にオンにするために第１の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給することと、
前記撮像器が前記電荷集積モードで作動する場合に、前記複数のピクセルを前記仮想グラウンドから絶縁するように、各ピクセルスイッチをオフにするために第２の電圧を各ピクセルスイッチの前記制御端部に供給することと、
前記撮像器がスタンバイモードで作動する場合に、各ピクセルスイッチを弱くオンにするために、第３の電圧を各ピクセルスイッチの前記制御端部に供給することであって、前記第３の電圧が前記第１の電圧より小であるとともに、各ピクセルスイッチの閾値電圧よりも大である、供給することと、
を行うように構成されたゲートドライバ回路と、を備えた撮像器。
【請求項２】
第２のバイアス電流によって駆動されるとともに、前記Ｘ線の露光の間に取得されたピクセルフォトダイオード信号を出力するように構成された電荷増幅回路をさらに備え、
前記第２のバイアス電流が、前記撮像器が前記スタンバイモードで作動する場合に第１の値に設定され、
前記第２のバイアス電流が、前記撮像器が前記電荷集積モードで作動する場合に第２の値に設定され、
前記第１の値が前記第２の値より小である、請求項１に記載の撮像器。
【請求項３】
前記撮像器が前記スタンバイモードから前記電荷集積モードに切り換わった直後に、各ピクセルスイッチの前記制御端部を前記第２の電圧に迅速に接続するように構成された低インピーダンスブースト回路をさらに備えた、請求項１に記載の撮像器。
【請求項４】
各ピクセルスイッチを選択的にオンまたはオフにするために、タイミング信号を前記ゲートドライバ回路に提供するように構成された制御回路と、
前記電流検出回路に結合され、前記電流検出回路が前記第１のバイアス電流の変化を検出した場合に、前記低インピーダンスブースト回路を始動するように構成されたラッチ回路と、をさらに備えた、請求項３に記載の撮像器。
【請求項５】
前記電流検出回路に結合され、
各ピクセルスイッチを選択的にオン及びオフにするために、タイミング信号を前記ゲートドライバ回路に提供することと、
前記電流検出回路が前記第１のバイアス電流の変化を検出した場合に、前記低インピーダンスブースト回路を始動することと、
を行うように構成された、制御回路をさらに備えた、請求項３に記載の撮像器。
【請求項６】
フラットパネルを有する撮像器の作動方法であって、前記フラットパネルが、各々がフォトダイオード及びピクセルスイッチを有する複数のピクセルを備え、前記方法が、
前記撮像器を電荷集積モードで作動するように構成することと、
前記電荷集積モードで第１の画像が取得された後に、前記撮像器をスタンバイモードに切り換えることと、
前記スタンバイモードにおいて前記フラットパネルを通って流れる第１のバイアス電流を監視することと、
Ｘ線の露光の開始を示す前記第１のバイアス電流の変化を検出するのに応じて、前記撮像器を前記電荷集積モードに切り換えることと、
前記撮像器がアイドリングモードで作動する間に、前記複数のピクセルを仮想グラウンドに結合するように、各ピクセルスイッチを完全にオンにするために第１の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給することと、
前記電荷集積モードの間に、前記複数のピクセルを前記仮想グラウンドから絶縁するように、各ピクセルスイッチをオフにするために第２の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給することと、
前記スタンバイモードの間に、各ピクセルスイッチを弱くオンにするために、第３の電圧を各ピクセルスイッチの前記制御端部に供給することであって、前記第３の電圧が前記第１の電圧より小であるとともに、各ピクセルスイッチの閾値電圧よりも大である、供給することと、を含む方法。
【請求項７】
前記Ｘ線の露光の間に取得されたピクセルフォトダイオード信号を出力するように、第２のバイアス電流で前記撮像器の電荷増幅回路を駆動することと、
前記撮像器が前記スタンバイモードで作動する場合に前記第２のバイアス電流を第１の値に設定するか、前記撮像器が前記電荷集積モードで作動する場合に前記第２のバイアス電流を第２の値に設定することであって、前記第１の値が前記第２の値よりも小である、設定することと、をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
各ピクセルスイッチの前記制御端部を前記第２の電圧に迅速に接続するように、前記第１のバイアス電流の変化を検出する場合に前記撮像器の低インピーダンスブースト回路を駆動することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記スタンバイモードの間に、前記フラットパネルとＸ線生成装置との間の無線通信チャネルをオフにすることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の画像を取得した後に前記撮像器をスタンバイモードに切り換え、さらに前記撮像器を前記電荷集積モードに切り換えて、前記電荷集積モードで第２の画像を取得することと、
前記第１の画像及び前記第２の画像に基づいて、前記複数のピクセルのオフセット電圧を補償することと、をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記電荷集積モードで前記第１の画像を取得した後に、前記スタンバイモードで第２の画像を取得することと、
前記第１の画像及び前記第２の画像に基づいて、前記複数のピクセルのオフセット電圧を補償することと、をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記電荷集積モード及び前記スタンバイモードの間、前記フラットパネルを同じバイアス状況下に維持することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年７月２１日に出願された、米国仮出願第６２／０２７，２１８号の利益を主張する。この文献は参照することにより、本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本明細書に別様に示されていない限り、このセクションに記載される取組みは、本出願における特許請求の範囲に対する従来技術ではなく、本セクションに含まれることによっては、従来技術であると認められない。
【０００３】
慣習的な撮像器は、すべての時点において画像を得るのに利用可能とするために、継続して動作する。このことは、パネルが比較的高い電力を消費することを必要とする。最大電力の電荷集積モードで作動する撮像器の無線検出器には、バッテリの寿命に厳しい制約が課されている。撮像器の有線パネルがアイドリングモードで作動している場合、撮像は通常、Ｘ線生成装置を備えることに関して、画像を得るように装備がされている。一方、無線パネルは通常、Ｘ線生成装置と直接通信しない。したがって、アイドリング状態の撮像器は通常、Ｘ線が到達して、画像を得るためにパネルをオンにし得る場合を知覚する直接的方法を有していない。
【０００４】
従来技術の自動検出方法の１つには、ＰＣのホスト及び、どの画像が実際のＸ線画像情報を含むかを整理するのに使用される下流のソフトウェアの命令の下で画像を得ることが含まれる。パネル自体で生成された信号は、画像取得のきっかけとなる手段として使用される。従来技術の取組みの１つが、オフになった状態でピクセルアレイに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）スイッチを維持し、Ｘ線がオンになった際にバイアス電流を検出することである。このことは、少なくとも以下の問題を含んでいる。バイアス電流は、ＴＦＴスイッチがオフになった場合の、全光電流のわずかな断片（＜１％）でしかなく、この電流は、フォトダイオードの寄生キャパシタンスをゲートライン及びデータラインに対して帯電させる電流である。この電流は通常、ピクセル浮遊ノード自体を帯電させる光電流の１％未満である。通常のＸ線条件下では、ＴＦＴスイッチがオフになる際に、Ｘ線の露光の間に流れるバイアス電流が、約１０〜１０００ｎＡであることがシミュレートされ、このことはむしろ、暗電流のバックグラウンド及びパネルノイズ上で検出するには困難である。第２の問題は、Ｘ線がない状況でＴＦＴスイッチが長時間オフの状態のままである場合、ピクセルは、センサの暗電流を統合し、最終的に、数分の間にアレイを飽和させることである。このことは、数秒毎にピクセルを継続してリフレッシュする必要があり、このリフレッシュ動作が潜在的に、未知のＸ線パルスの到達を妨げ得ることを意味している。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の少なくともいくつかの実施形態では、自動検出機能を有する撮像器は、フラットパネル、バイアス供給回路、電流検出回路、及びゲートドライバを含んでいる。各々がフォトダイオード及びピクセルスイッチを有する複数のピクセルを含むフラットパネルは、撮像器が電荷集積モードで作動する際に、Ｘ線の露光の間に電荷を収集するように構成されている。バイアス供給回路は、フラットパネルにバイアス電圧を供給するように構成されている。電流検出回路は、バイアス電圧下でフラットパネルを通って流れる第１のバイアス電流を監視し、Ｘ線の露光の開始によって生じる第１のバイアス電流の変化を検出するように構成されている。ゲートドライバ回路は、撮像器がアイドリングモードで作動する場合に、複数のピクセルを仮想グラウンドに結合するように、各ピクセルスイッチを完全にオンにするために第１の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給するように構成されている。ゲートドライバ回路は、撮像器が電荷集積モードで作動する場合に、複数のピクセルを仮想グラウンドから絶縁するように、各ピクセルスイッチをオフにするために第２の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給するようにも構成されている。ゲートドライバ回路は、撮像器がスタンバイモードで作動する場合に、各ピクセルスイッチを弱くオンにするために、第３の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給することであって、第３の電圧が第１の電圧より小であるとともに、各ピクセルスイッチの閾値電圧よりも大である、供給するようにも構成されている。
【０００６】
本開示の少なくともいくつかの実施形態では、各々がフォトダイオード及びピクセルスイッチを有する複数のピクセルを有するフラットパネルを有する撮像器を作動させる方法が、撮像器を電荷集積モードで作動するように構成することと、電荷集積モードで第１の画像が取得された直後に、撮像器をスタンバイモードに切り換えることと、スタンバイモードにおいてフラットパネルを通って流れる第１のバイアス電流を監視することと、Ｘ線の露光の開始を示す第１のバイアス電流の変化を検出するのに応じて、撮像器を電荷集積モードに切り替えることと、電荷集積モードの間に、複数のピクセルを仮想グラウンドから絶縁するように、各ピクセルスイッチをオフにするために第１の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給することと、スタンバイモードの間に、各ピクセルスイッチを弱くオンにするために、第２の電圧を各ピクセルスイッチの制御端部に供給することであって、第２の電圧が第１の電圧より小であるとともに、各ピクセルスイッチの閾値電圧よりも大である、供給することと、を含んでいる。
【０００７】
上述の概要はもっぱら例示的であり、どのような方法でも限定するものとは意図されていない。図面及び以下の詳細な説明を参照することにより、上述の例示的態様、実施形態、及び特徴に加え、さらなる態様、実施形態、及び特徴が明らかになる。
【０００８】
本開示の先の、または他の特徴は、添付図面と合わせて、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかになる。これら図面は、本開示に係るいくつかの実施形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定するものとは解されない。本開示は、添付図面を使用して、追加の特性及び詳細な説明とともに説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の少なくともいくつかの実施形態に係る、自動検出機能を有する撮像器の機能的概略図。
【図２】本開示の少なくともいくつかの実施形態に係る、自動検出機能を有する撮像器の機能的概略図。
【図３】本開示の少なくともいくつかの実施形態に係る、撮像器を操作するための方法の例示的実施形態のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明に説明される技術的詳細により、当業者が、本開示の１つまたは複数の実施形態を実施することが可能になる。
【００１１】
本開示の一実施形態は、無線のバッテリ給電式のフラットパネル撮像器を作動させる実用的な低電力モードを提供し、それにより、Ｘ線パルスが到達し、Ｘ線を自動的に検出し、次いで、高品質の画像を得るために「起動（ｗａｋｅ  ｕｐ）」するのを待つ間、撮像器がバッテリの寿命を保つことを可能にすることを目的としている。本開示の一実施形態の重要な構成要素の１つは、フラットパネルを低電力状態に維持しつつ、フラットパネル上のフォトダイオードに全体的に印加されるアナログバイアス電圧から流れる電流を検出する方法である。高い画像品質は、関連するＸ線画像と同じ「起動」シークエンス下で取られる、Ｘ線画像の直後のオフセット画像を記録することによって維持される。
【００１２】
図１は、本開示の少なくともいくつかの実施形態に係る、自動検出機能を有する撮像器１００の機能的概略図である。図２は、本開示の少なくともいくつかの実施形態に係る、やはり自動検出機能を有する撮像器２００の機能的概略図である。撮像器１００及び２００の各々は、少なくとも、フラットパネル１０、バイアス供給回路２０、電荷増幅回路３０、電流検出回路４０、ゲートドライバ回路５０、デジタル制御回路６０、及びブースト回路７０を含んでいる。撮像器２００はさらに、ラッチ回路８０を含んでいる。
【００１３】
フラットパネル１０は、複数のデータラインＤＬ1〜ＤＬM、複数のゲートラインＧＬ1〜ＧＬN（Ｍ及びＮは正の整数である）、ならびに、たとえば、非結晶または結晶状のシリコンまたは金属の絶縁半導体材料で形成された基板上に形成されたピクセルアレイを含んでいる。ピクセルアレイの各ピクセルは、Ｘ線に感応性のフォトダイオード１２、Ｘ線の露光の間にフォトダイオード１２からの電荷を集めるためのキャパシタ１４、ならびに、フォトダイオード１２をリセット及び選択するためのピクセルスイッチ１６（ＴＦＴなど）を含み得る。図１及び図２ではフォトダイオード１２がＰＩＮダイオードとして記載されているが、正のアレイバイアスを有するＮＩＰフォトダイオードなどの様々なタイプのピクセルアレイがフラットパネル１０に適用可能であることに留意されたい。
【００１４】
バイアス供給回路２０は、フラットパネル１０のフォトダイオードにバイアス電圧ＶBIASを供給するように構成されている。ＩBIASは、フラットパネル１０を通って流れる、対応するバイアス電流を示している。一実施形態では、バイアス供給回路２０は、オペアンプ２２及びトランジスタ２４を使用して実施され得る。トランジスタ２４の第１の端部は、電流検出回路４０に結合されている。選択可能なセットアップ電圧ＶSは、オペアンプ２２の正の入力端子に印加されて、トランジスタ２４の第２の端部とトランジスタ２４の制御端部との間に一定のバイアスポテンシャルが確立され得、それにより、バイアス電圧ＶBIASをフラットパネル１０のピクセルアレイに供給する。バイアス供給回路２０の記載の実施態様は、本開示の一実施形態に対応しているに過ぎないことに留意されたい。
【００１５】
電荷増幅回路３０は、バイアス電流ＩAMPによって駆動されるとともに、Ｘ線の露光後に毎回、ピクセルフォトダイオード信号ＶPDを出力するように構成されている。一実施形態では、電荷増幅回路３０は、少なくも電荷増幅器３２、キャパシタ３４、及びスイッチ３６を使用して実施され得る。電荷増幅器３２の負−正の入力端子は、フラットパネル１０のピクセルアレイのための仮想グラウンド電位源としての役割を果たす。リセット電圧ＶRは、フラットパネル１０からのフォトダイオード信号の各リードアウトの後に、キャパシタ３４を放電するために、スイッチ３６に印加され得る。電荷増幅回路３０の記載の実施態様は、本開示の一実施形態に対応しているに過ぎないことに留意されたい。
【００１６】
電流検出回路４０は、フラットパネル１０を通って流れるバイアス電流ＩBIASを監視するように構成され、それにより、各ピクセル上のＸ線の露光を示している。一実施形態では、電流検出回路４０は、バイアス供給回路２０のトランジスタ２４の第１の端部に結合された正の入力端子と、基準電圧ＶREFに結合された負の入力端子と、を有するコンパレータ４２を含み得る。バイアス電流ＩBIASが著しく増大したことにより、トランジスタ２４の第１の端部における電圧降下に繋がった場合、コンパレータ４２の正の入力端子は、基準電圧レベルＶREFの下まで降下する。コンパレータ４２は、その出力状態がＸ線の露光の存在を示すように変化するように起動される。電流検出回路４０の記載の実施態様は、本開示の一実施形態に対応しているに過ぎないことに留意されたい。
【００１７】
ゲートドライバ回路５０は、複数のゲートドライバＧＤ1〜ＧＤNを含み得る。この複数のゲートドライバＧＤ1〜ＧＤNの各々は、対応するゲートラインに結合されている。ゲートドライバ回路５０は、全ピクセルスイッチ１６をオンにする（短絡）ためにＯＮ電圧ＶGHをゲートラインＧＬ1〜ＧＬNに印加するか、全ピクセルスイッチ１６をオフにする（開回路）ために、ＯＦＦ電圧ＶGL（通常は−８Ｖ）をゲートラインＧＬ1〜ＧＬNに印加し得る。また、ゲートドライバ回路５０は、全ピクセルスイッチ１６を弱くオンにされた状態とするために、電圧ＶSTBをゲートラインＧＬ1〜ＧＬNに印加し得る。ここで、ＶSTBはＶGHより小さく、ピクセルスイッチ１６の閾値電圧ＶTHより大である。一実施形態では、電圧ＶSTBは、閾値電圧ＶTHのちょうどわずかに上、通常は０〜５Ｖに保持されている。しかしながら、電圧ＶSTBの値は、フラットパネル１０に採用されたピクセルスイッチ１６のタイプに応じて変化し得る。
【００１８】
制御回路６０は、電流検出回路４０に結合され、撮像器１００の動作の間、ピクセルアレイにおけるピクセルスイッチ１６を選択的にオン及びオフにするために、タイミング信号をゲートドライバ回路５０に提供するように構成されている。撮像器１００及び２００は、最大電力の電荷集積モード、低電力のスタンバイモード、及び、電源が切られたアイドリングモードで作動するように構成されている。撮像器１００及び２００の概略的記載は、以下に説明される。
【００１９】
フラットパネル１０が、Ｘ線画像が処理中であるユーザと通信している間、撮像器１００または２００は、最大電力の電荷集積モードにおける画像の取得の直後に、常に低電力のスタンバイモードに切り換えられるように構成されている。低電力のスタンバイモードにおけるＸ線の露光の開始が検出されると、撮像器１００または２００は、最大電力の電荷集積モードに切り替わるための起動プロセスを実施するように構成されている。ユーザが、Ｘ線セッションが完了したことを示すと、撮像器１００は、電源が切られたアイドリングモードに入るように構成されている。
【００２０】
Ｘ線の露光が存在しない場合の電源が切られたアイドリングモードの間、ゲートドライバ回路５０は、全ピクセルスイッチ１６をオンにする（短絡）ためにＯＮ電圧ＶGHをゲートラインＧＬ1〜ＧＬNに印加する。このことにより、フォトダイオード１２が仮想グラウンドの接続部に、電荷増幅回路３０における電荷増幅器３２の入力端子を通して効果的に接続される。結果として、バイアス供給回路２０からのバイアス供給電圧ＶBIASにより、フォトダイオード１２が逆バイアス状態に保持される。この逆バイアス電圧は、オペアンプ２２の正の入力端子に印加されたセットアップ電圧ＶSによって所望のレベルで確立される。フォトダイオード１２を通る累積的な漏洩電流により、かなり低い電流がトランジスタ２４を通って流れることになり、電流検出回路４０のコンパレータ４２の正の入力端子に正の電圧出力が印加されることになり、これにより、その出力端子に低い出力状態（ロジック０）を提供する。制御回路６０は、Ｘ線がない場合にこの低出力状態を示し、すべてのピクセルスイッチ１６をオンの状態に保持し続ける。
【００２１】
Ｘ線の露光がされている最大電力の電荷集積モードでは、フラットパネル１０のフォトダイオード１２が導通するように駆動される。電荷増幅回路３０は、基準値におけるバイアス電流ＩAMPによって駆動される。バイアス供給回路２０のバイアス供給電圧ＶBIASは、ピクセルアレイにおけるフォトダイオード１２の安定性を維持するために、一定の値（通常は、データラインＤＬ1〜ＤＬMに比べて−５Ｖ）に維持される。デジタル制御回路６０は、ゲートドライバ回路５０にタイミング信号を提供するためにオンにされる。ゲートドライバ回路５０は、ゲートラインをＯＦＦ電圧ＶGLに維持して、ピクセルアレイにおけるピクセルスイッチ１６をシャットダウンするように構成されており、それにより、ピクセル内の電荷の集積を可能にするように、フォトダイオード１２を電荷増幅回路３０から接続解除する。
【００２２】
最大電力の電荷集積モードでの画像取得の直後に、撮像器１００または２００は、常に低電力のスタンバイモードに切り換えられるように構成されている。低電力のスタンバイモードの間、電荷増幅回路３０に供給されるバイアス電流ＩAMPは、オフにされるか低減される。デジタル制御回路６０はオフにされる。バイアス供給回路２０のバイアス供給電圧ＶBIASは、ピクセルアレイにおけるフォトダイオード１２の安定性を維持するために、最大電力の電荷集積モードの間のように、一定の値（通常は、データラインＤＬ1〜ＤＬMに比べて−５Ｖ）に維持される。ゲートドライバ回路５０は、ピクセルスイッチ１６の制御端部を電圧ＶSTBに保持して、ピクセルスイッチ１６を弱くオン状態に維持するように構成されている。データラインＤＬ1〜ＤＬMは、電荷増幅回路３０によって仮想グラウンドに対して把持されている。ピクセルアレイのピクセルスイッチ１６が、閾値電圧ＶTHのちょうど上の電圧ＶSTBで作動する場合に、低電力のスタンバイモードの間、スイッチの特性は、基本的に、最大電力の電荷集積モードで作動する場合と変わらないままであり、閾値電圧ＶTHを著しくシフトさせることはない。したがって、このことは、フラットパネル１０が低電力のスタンバイモードにあるには、かなり信頼性のある条件である。
【００２３】
電流検出回路４０は、低電力のスタンバイモードの間にフラットパネル１０を通って流れるバイアス電流ＩBIASを監視するように構成され、それにより、各ピクセル上にＸ線が露光されていることを示している。Ｘ線生成装置がオンにされるとすぐに、フラットパネル１０のフォトダイオード１２が導通するように駆動される。すべてのフォトダイオード１２におけるこの電流の累積効果により、バイアス電流ＩBIASが著しく増大し、このことは、トランジスタ２４の第２の端部における電圧降下に繋がる。この電圧降下が電流検出回路４０における基準電圧ＶREFより下まで低下すると、電流検出回路４０におけるコンパレータ４２が始動し、それにより、出力状態を高出力状態（ロジック１）に変化させる。起動プロセスが始動すると、その間の、デジタル制御回路６０が始動し、電荷増幅回路３０が最大電力まで電力が供給される（バイアス電流ＩAMPがオンにされるか、その名目値まで増大される）。
【００２４】
撮像器１００では、電流検出回路４０は、対応する信号をデジタル制御回路６０のアナログ−デジタルコンバータＡＤＣに送るように構成されている。撮像器２００では、電流検出回路４０は、対応する信号をラッチ回路８０に送るように構成されている。撮像器１００のデジタル制御回路６０または撮像器２００のラッチ回路８０は、次いで、ブースト回路７０を始動し、これにより、ピクセルにおける電荷の集積を可能にするように、フォトダイオード１２を仮想グラウンドから結合解除するために、ゲートラインＧＬ1〜ＧＬNをその常時ＯＦＦの電圧ＶGL（通常は−８Ｖ）に迅速に接続する。
【００２５】
本開示では、ブースト回路７０に電圧を加えるのに使用される信号は、デジタル制御回路６０（撮像器１００）またはラッチ回路８０（撮像器２００）から来得る。デジタル制御回路６０におけるＡＤＣを使用する利点は、より柔軟に閾値を設定し、誤動作の発生を監視する能力である。ラッチ回路８０の少なくとも１つの利点は、低電力のスタンバイモードの間、電力をさらに節約するために、デジタル制御回路６０の残りがオフになり得ることである。しかしながら、低電力のスタンバイモードにおいてＸ線の露光を検出した際にブースト回路７０を起動する方法は、本開示の範囲を限定しない。
【００２６】
通常は、ＯＦＦ電圧ＶGLは、パネルノイズを低減するために、重度にフィルタリングされ、それにより、ゲートラインをこのフィルタリングされたＯＦＦ電圧ＶGLに接続することが、長い過度時間を有するようになっている（ミニセコンド（ｍｉｎｉｓｅｃｏｎｄ）のスケール）。本開示では、ブースト回路７０は、低電力のスタンバイモードから最大電力の電荷集積モードへの迅速な切換を可能にするために、このフィルタリングされたＯＦＦ電圧ＶGLをバイパスする場合があり、ゲートラインが安定すると、無効にされ得る。一実施形態では、ブースト回路７０は、１０ｕ秒未満の内に、膨大なゲートライン全体のキャパシタンスをＶGLに放電することを可能にする（高電流により、すべてのゲートラインを急速に放電することを可能にする）、１００オーム未満のオンにされた抵抗値を伴う、低インピーダンスの出力の酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を含み得る。電荷増幅回路３０はさらに、各データラインから読み込まれた信号の短絡電流のスパイクを放電するための保護ダイオードを含み得る。低電力のスタンバイモードから最大電力の電荷集積モードへの過度時間は短いが、この過度時間により、Ｘ線信号の統合における損失を生じ得る（２０ｕ秒未満）。しかしながら、この損失は、Ｘ線撮像に予想される最も短いＸ線パルスの０．０１％未満であり、隣接する列のデータに基づく改変を通常は伴う、それに次ぐデジタル画像処理で容易に補償され得る。
【００２７】
最大電力の電荷集積モードへの切換の後は、フラットパネル１０のピクセルアレイは、予め設定された時間（実際のＸ線の露光期間よりも長い）の間、電荷の統合を継続し得、その後に、ピクセルアレイが読み込まれ、Ｘ線画像が得られる。Ｘ線画像が得られると、撮像器１００は低電力のスタンバイモードに戻る。オフセット画像は、次いで、まったく同じ起動タイミング及び取得シークエンス下で得られ、それにより、アレイのオフセット電圧の動的変化に関連する任意の固定されたパターンが補償され得る。オフセット画像は、Ｘ線画像と同じ、低電力のスタンバイモードからの起動プロセスを使用して、Ｘ線画像を取得した後にすぐに確保する必要がある、オフセットレベルのゆっくりと浮動する変化に対処するために使用され得る。この変化が無視できるか、通常の読込の間に取得されるオフセット画像から予想できる場合、オフセット画像も、Ｘ線画像の取得の直後に、最大電力の電荷集積モードで取得され得る。
【００２８】
いくつかの実施形態では、フラットパネル１０とＸ線生成装置との間の無線通信チャネルも、より多くの電力を低減するために、低電力のスタンバイモードの間、オフにされ得る。無線通信チャネルは、デジタル制御回路６０が始動する間に再び確立され得る。通信が確立されると、パネルメモリに記憶される結果としてのＸ線画像及びオフセット画像は、次いで、ＰＣホストに伝達され、次いで、フラットパネル１０がその最初のアイドリング状態にリセットされる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、低電力のスタンバイモードの間、電荷増幅回路３０は完全にオフにされ、データラインは仮想グラウンドに把持され得る。低電力のスタンバイモードの間に電荷増幅回路３０をオフにすることにより、電力消費をさらに低減し、したがって、バッテリの寿命を延長する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、低電力のスタンバイモードの間、電荷増幅回路３０に供給されたバイアス電流ＩAMPは、最大電力の電荷集積モードの間に供給された電流の１／１０から１／４だけ低減され得るが、その入力は仮想グラウンドに維持される。ＡＳＩＣ電力も、同じ要素だけ低減され得る。低電力のスタンバイモードの間に電荷増幅回路３０に供給される電流／電力を低減することにより、電荷増幅回路３０がよりよく理解される方式で作動し、本質的に瞬間的に、最大電力に上昇することが可能になる。
【００３１】
バイアス電圧がフォトダイオードの両側で変化する場合、ゆっくりとした変移の変移／深いトラップ電流が生じることを理解されたい。これらトラップ電流は、安定するのに数秒かかり、したがって、フラットパネルの安定した動作が防止される。したがって、本開示では、低電力のスタンバイモードの間に使用されるバイアス供給回路２０の出力は、すべての時点でピクセルアレイにおけるフォトダイオード１２の安定性を維持するために、最大電力の電荷集積モードの間に使用される出力と同じである。また、データラインＤＬ1〜ＤＬMは、フラットパネル１０の安定した動作を提供するために、低電力のスタンバイモード及び最大電力の電荷集積モードの間、電荷増幅回路３０によって仮想グラウンドに対して把持されている。本開示に係る撮像器は、９９．９％を超えて画像を保持しつつ、ピクセルアレイを、低電力のスタンバイモードの間の弱いオンの状態から、最大電力の電荷集積モードの間のオフにされた状態に、１０ｕ秒未満の間に迅速に切り換えることと、画像が読み込まれる前に電荷増幅回路３０及びデジタル制御回路６０の電力が回復されるのに十分な時間を許容することと、の能力において有利である。本開示により、バッテリの寿命をかなり節約することができ、潜在的に、より小さいバッテリ及びより軽いパネルが許容される。
【００３２】
図３は、本開示の少なくともいくつかの実施形態に係る、撮像器を移動させるための方法３００の例示的実施形態のフローチャートである。方法３００は、１つまたは複数のブロック３０２、３０４、３０６、３０８、及び／または３１０によって示される１つまたは複数の操作、機能、または動作を含み得る。様々なブロックは、所望の実施態様に応じて、より少ないブロックに合わせられ、さらなるブロックに分割され、かつ／または、除去される。
【００３３】
方法３００のための処理は、ブロック３０２の「電荷集積モードで動作する」ことで開始され得る。ブロック３０２には、ブロック３０４の「電荷集積モードでのＸ線画像の取得直後にスタンバイモードに切り替わる」ことが続き得る。ブロック３０４には、ブロック３０６の「スタンバイモードにおいてピクセルアレイを通って流れるバイアス電流を監視する」ことが続き得る。ブロック３０６には、ブロック３０８の「Ｘ線の露光の開始を示すバイアス電流の変化を検出する際に、電荷集積モードに切り替わる」ことが続き得る。ブロック３０８には、ブロック３１０の「Ｘ線セッションが完了したことが示されるのに応じて、電力が低下するアイドリングモードに入る」ことが続き得る。
【００３４】
本開示を特定の例示的実施形態を参照して記載したが、本開示は記載の実施形態に限定されず、しかしながら、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内において、修正及び変更を伴って実施され得ることを理解されたい。したがって、詳細な説明及び図面は、限定的意味というよりはむしろ、説明的意味で解釈される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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