(57)【要約】本発明は、特に半導体物質蒸着技術により生成される種類の感光点からなるマトリクスを備える感光装置に関する。具体的には（但し限定するものではない）、本発明は、放射線画像の検出に使用されるそのような装置の制御に関する。本発明はまた、感光装置の制御方法に関する。感光装置は、感光点（Ｐ１からＰ９；Ｐ４０１からＰ４０９）の偏光振幅を個別に調整するための、偏光振幅調整手段を備える。感光装置の制御方法は、２つの感光点の間の出力彩度を最も良く一致させるように、各光検出要素（Ｄｐ）の偏光振幅をそれぞれ個別に調整することからなる構成段階を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが光検出要素（Ｄｐ）と直列に接続された切り換え要素（Ｄｃ；Ｔ）を備える少なくとも２つの感光画素（Ｐ１からＰ９；Ｐ４０１からＰ４３９）を有する感光装置であって、各光検出要素（Ｄｐ）にバイアスをかける手段（３、４；５０から５３；６０から６３）をさらに含むことと、バイアスの振幅を調整する手段により感光画素（Ｐ１からＰ９；Ｐ４０１からＰ４０９）を個別に調整することが可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
光検出要素（Ｄｐ）が照射の影響の下で放電することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
それぞれが複数の感光画素（Ｐ４０１からＰ４３９）を備えた隣り合う複数のマトリクス（４０から４３）を備えることと、バイアスパルスの振幅の調整は、１つのマトリクス内のすべての画素に共通しており、且つマトリクスごとに異なることとを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
すべての感光画素の振幅（ＶＰ２）が同じである読み取りパルスを生成する手段（１３）を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
それぞれが光検出要素（Ｄｐ）と直列に接続された切り換え要素（Ｄｃ；Ｔ）を備える少なくとも２つの感光画素を有する感光装置の駆動方法であって、較正段階において、各光検出要素（Ｄｐ）のバイアスの振幅を個別に調整することにより、２つの感光画素の出力飽和レベルをもっともよく一致させることからなることを特徴とする方法。
【請求項６】
前記装置がそれぞれ複数の感光画素（Ｐ４０１からＰ４３９）を備えた隣り合う複数のマトリクス（４０から４３）を備えることと、バイアスパルスの振幅の調整は、１つのマトリクス内のすべての画素に共通しており、且つマトリクスごとに異なることとを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
調整を二分法で行うことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に半導体物質のための蒸着技術により生成される種類の感光画素からなるマトリクスを備える感光装置に関する。具体的には（但し限定するものではない）、本発明は、放射線画像の検出に使用されるそのような装置の駆動に関する。また、本発明は感光装置の駆動方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
水素添加非晶質シリコン（ａ−ＳｉＨ）などの半導体物質を、例えばガラス製の絶縁基板に蒸着するための薄膜技術により、可視または半可視放射から画像を生成することができる感光画素からなるマトリクスの生成が可能である。これらの放射線画像検出マトリクスの使用に必要なのは、Ｘ線とマトリクスとの間に、Ｘ線を感光画素が反応する波長域内の光線に変換するシンチレータスクリーンを挿入することだけである。
【０００３】
これらのマトリクスを形成する感光画素は、通常、切り替え機能を果たす要素に関連する感光要素を含む。
【０００４】
感光要素は普通、切り替え要素と直列に接続する１つのダイオードから構成される。例えば、切り替え要素は、「閉」または「オン」の状態が前向きの通電状態にするバイアスに相当し、「開」または「オフ」状態がその逆のバイアスに相当する切り替えダイオードとすることができる。２つのダイオードを、通電方向の反対側を「背中合わせ（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ）」と呼ばれる配置に接続する。このような構成は周知であり、例えばフランス国特許出願第８６／１４０５８号（公開番号２６０５１６６）には、「背中合わせ」に配置した２つのダイオードを有する種類の感光画素からなるマトリクスと、感光画素読み取り方法と、そのような感光装置の製造方法とが開示されている。
【特許文献１】
仏国特許出願公開第２６０５１６６号明細書
【０００５】
画質に影響する欠点が１つある。そのような感光装置に使用される半導体部品がすべて同一ではなく、感光装置は劣化領域を産む固有の不均一性を示し、時間の経過に伴って変化することである。
【０００６】
通常、最適な質を有する有用な画像を獲得するため、第一に、作動サイクルの開始時点で取得されて保存される、「オフセット画像」（「暗画像（ｄａｒｋ  ｉｍｇａｇｅ）」としても知られる）に基づく有用画像を補正する。このオフセット画像は、感光装置が強度ゼロの信号に曝されたときに取得される画像であり、一種の背景画像に相当する。オフセット画像は、感光画素の構成要素の電気状態と、それらの電気的特徴のばらつきとにより変化する。有用な画像は、感光装置が有用な信号に曝されたとき（Ｘ線への露出に相当）読み取られるものであり、オフセット画像を含む。補正は、有用な画像からオフセット画像を抽出することからなる。
【０００７】
有用な画像を向上させることに加え、次いで「利得（ｇａｉｎ）」画像に基づき感受性の補正を行う。この画像は、対象物または検査する物体が無い状態での較正済みの均一照射に得られるものである。利得画像自体はオフセット画像により補正される。感受性の補正は、対象物または検査する物体の画像を利得画像により分割することからなる。均一な照射により画像が均一化するため、そのような補正により空間感受性の変化が適切に補正される。
【０００８】
照射の間感光要素が飽和していない限りにおいて、上述の２つの補正により装置の出力地点で得られる画像の均一性は十分保証される。しかしながら、感光要素が飽和していると、隣接する２つの感光要素の出力レベルが異なる場合がある。
【０００９】
人間の体により吸収するＸ線が多いため、この欠点は放射線学において重大である。例えば、側方から見た骨盤の放射線画像を取得するとき、密度の高い領域は発せられた放射線１０００のうち９９９までを吸収する可能性がある。この種の放射線学では、オペレータが放射するＸ線の量を増加しがちとなり、例えば皮膚のみを含む領域などの密度の低い領域を通過する放射を受ける感光要素を飽和させることになる。そのような感光要素が飽和した状態になると、隣接する２つの感光要素の出力レベルに差異が生じ、これら２つの画素における装置の出力地点で取得される画像には不連続が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、画像を正確に接合する手段を提供することにより、この問題を緩和することである。
【００１１】
このために、本発明は、それぞれが光検出要素と直列に接続された切り替え要素を備える少なくとも２つの感光画素を有し、各光検出要素にバイアスをかける手段をさらに含むことと、バイアスの振幅を調節する手段により感光画素のバイアスの振幅を個別に調節することが可能であることとを特徴とする、感光装置を主題とする。
【００１２】
「感光画素のバイアス」という表現は、画像取得段階ごとに生成されるバイアスを意味するものとする。具体的には、画像取得段階に先行する最初のバイアスのことである。
【００１３】
また、本発明の目的は、それぞれが光検出要素と直列に接続された切り替え要素を備える少なくとも２つの感光画素を有する感光装置の駆動方法であって、較正段階において、各光検出要素のバイアスの振幅を個別に調整することにより、２つの感光画素の出力飽和レベルを最もよく一致させることからなることを特徴とする方法である。
【００１４】
本発明は、感光画素の大型マトリクスまたは感光画素の大型線形アレーを製造するときに特に有益である。例えば、４０ｃｍ×４０ｃｍを測定する検出器が放射線学に使用される。この場合、実際には端と端を接合した複数の基板を使用する。接合に関し、隣接する２つの感光要素の間には、同じ基板に属するときよりも異なる基板に属するときの方が出力レベルの差が大きいことが分かっている。感光装置を簡素化するために、有利には、同じ基板に製造される感光画素のすべてに対して同じバイアス振幅での調整を維持する。当然この調整は隣接する２つの基板で異なる。
【００１５】
本発明をさらに明らかにし、また他の利点を示すために、本発明の複数の例示的実施形態について以下に詳細に説明する。
【００１６】
図１は、従来型のマトリクス２を備える感光装置１の概略図を示す。マトリクス２は、それぞれ背中合わせで直列に接続された感光ダイオードＤｐと切り替えダイオードＤｃとから形成される感光画素Ｐ１からＰ９を備える。マトリクスは、縦方向に伸びる導線（列導線）Ｘ１からＸ３と交差する導線（行導線）Ｙ１からＹ３を含み、各交差点において感光画素が行導線と列導線との間に接続されている。このように、感光画素Ｐ１からＰ９は行Ｌ１からＬ３および列ＣＬ１からＣＬ３に沿って並んでいる。
【００１７】
図１の例には３行および３列のみが示され、これらによって９の感光画素が画定されているが、このようなマトリクスはもっと大きな容量（数百万画素まで可能）を有することができる。例えば、今日製造されているこのような種類の一般的なマトリクスは、（４０ｃｍ×４０ｃｍの領域に）３０００行×３０００列に配列されているか、１行×複数列に配列されて線形検出アレーを構成するか、または１行×１列に配列されて単一感光画素を構成する、感光画素を有するものである。
【００１８】
感光装置は行ドライバ３と、それぞれ行導線Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３に接続された出力ＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３とを備える。行ドライバ３は、例えば時計回路、切り替え回路および行導線Ｙ１からＹ３に順にアドレスできるシフトレジスタなど、様々な要素（図示しない）からなる。感光装置は、電圧ＶＰ１を行ドライバ３に送って行導線に加えられるバイアスパルスの振幅を決定する電圧供給源４と、電圧ＶＰ２を行ドライバ３に送って行導線に加えられる読み取りパルスの振幅を決定する電圧供給源１３をさらに含む。これら２つの電圧源は随意で単一にしてもよい。
【００１９】
各感光画素Ｐ１からＰ９においては、２つのダイオードＤｐ、Ｄｃが、例に示すように陰極で、または陽極で互いに接続している。フォトダイオードＤｐの陰極は列導線Ｘ１からＸ３に接続され、切り替えダイオードＤｃの陰極は行導線Ｙ１からＹ３に接続されている。
【００２０】
画像取得または画像取り込み段階、すなわちマトリクス２を「有用な」光信号で照射する段階においては、各感光画素Ｐ１からＰ９の２つのダイオードＤｐ、Ｄｃは逆バイアスであり、この状態で各画素はキャパシタを構成する。一般的に、フォトダイオードＤｐが示すキャパシタンスが最大（例えば５０倍の大きさ）となるように、２つのダイオードＤｐ、Ｄｃが設計されていることに注意されたい。光検出要素Ｄｐは照射の影響の下で放電する。
【００２１】
有用な光信号に曝されると、感光画素Ｐ１からＰ９の照射によりそれに属するフォトダイオードＤｐに電荷が生成される。このような電荷の数は照射の強度により決まり、当該電荷により２つのダイオードＤｐ、Ｄｃの間の接合部に形成される浮遊節に点「Ａ」が作られる。感光画素Ｐ１からＰ９は、同一の行導線Ｙ１からＹ３に接続されている感光画素のすべてを同時に読み取るというやり方で、行ごとに読み取られる。このために、行ドライバ３は所定の振幅の読み取りパルスをアドレスされた各行導線Ｙ１からＹ３に加える。アドレスされない行導線は基準電位Ｖｒまたは休止電位（例えば地電位。列導線Ｘ１からＸ３に印加されたものと同じ電位でもよい。）に保たれる。
【００２２】
感光画素Ｐ１からＰ９の点「Ａ」における電荷の蓄積は、この点における電圧の低下、すなわちフォトダイオードＤｐの逆バイアス電圧の低下をもたらす。特定の動作モードでは、読み取りパルスを行導線Ｙ１からＹ３に加えると、有用な光信号に曝される前に該導線が有するバイアスレベルを、この行導線に接続されたすべての感光画素の点「Ａ」の電位に回復する効果がある。この結果、点「Ａ」において蓄積された電荷と比例する電流が列導線Ｘ１からＸ３それぞれを流れることとなる。
【００２３】
列導線Ｘ１からＸ３は、例えば、集積回路５、および平行入力を有するシフトレジスタ（可能であればＣＣＤ（電荷結合デバイス）型）などで形成されたマルチプレクサ回路６を備える読み取り回路ＣＬに接続する。各列導線は、積分器として接続された増幅器Ｇ１からＧ３にネガティブ入力「−」に接続する。積分キャパシタＣ１からＣ３がネガティブ入力「−」と各増幅器の出力Ｓ１からＳ３との間に接続されている。増幅器Ｇ１からＧ３それぞれの第２の入力「＋」は、最終的に全ての列導線Ｘ１からＸ３に印加される電位（この例の場合基準電位Ｖｒ）に接続する。各増幅器は、それぞれ各積分キャパシタＣ１からＣ３に並列で接続される、（例えばＭＯＳ型トランジスタにより形成された）復帰切り替え要素Ｉ１からＩ３を含む。
【００２４】
増幅器の出力Ｓ１からＳ３はマルチプレクサ６の入力Ｅ１からＥ３に接続する。この従来型の構成では、マルチプレクサ６からの出力ＳＭとして、すべての感光画素Ｐ１からＰ９の点「Ａ」で蓄積した電荷に相当する信号を、「連続的」に、且つ線単位で（Ｌ１からＬ３）送ることが可能である。
【００２５】
また、図１の例では切り替えダイオードＤｃによって行われる切り換え機能を満たすために、トランジスタを使用することが周知である。ダイオードと比較して、トランジスタは接続が非常に複雑であるが、「オン」状態の質に利点を有する。該利点については後述する。
【００２６】
図２は、主としてマトリクス２０の切り替えダイオードＤｃを薄膜蒸着技術などにより製造したトランジスタＴに替えた点で図１の感光装置とは異なる感光装置１’を概略的に示す。このような技術は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）技術という名称で知られている。図１に示したマトリクス２を製造するのにもこの技術を使用することができる。
【００２７】
図２に例示する図では、各感光画素Ｐ１からＰ９のトランジスタＴはそのソースＳによりフォトダイオードＤｐの陰極に接続されている。すなわち、点「Ａ」においてトランジスタのゲートＧは感光画素が属する行導線Ｙ１からＹ３に接続しており、ドレーンＤは感光画素が属する列導線Ｘ１からＸ３に接続している。すべてのフォトダイオードＤｐの陽極は互いに接合され、行ドライバ３の出力ＳＹ４に接続されている。出力ＳＹ４は、フォトダイオードＤｐに逆バイアスをかけるように作用する基準電位ＶＲまたは地電位（例えば−５ボルト）に対してネガティブである、バイアス電圧ＶＰ１を送り出す。行ドライバ３は、例えば、電圧供給源４’からこのバイアス電圧を受ける。
【００２８】
図１および図２に示す装置の動作をよりよく理解するために、フランス国特許出願公開第２７６０５８５号を参照されたい。
【特許文献２】
仏国特許出願公開第２７６０５８５号明細書
【００２９】
図３に示す２つの曲線３０と３１は、２つの感光画素の出力信号のレベルの変化を、該画素に加えられた照度の関数として示す。これら感光画素は、例えばフォトダイオードＤｐを有する。２つの曲線３０と３１は弱い照度では一致している。この一致は、例えばマルチプレクサ６の出力ＳＭから信号を受ける演算器で実行されるオフセットおよび利得補正手段により得られる。図１および２には演算器を示していない。次いで曲線は直線状になる。
【００３０】
上述の線形領域を超えて照度が増加すると、フォトダイオードＤｐにかかるバイアスは弱くなる。電荷回収効率は低下し、最終的にはゼロになる。このような照度レベルでは、曲線３０および３１の勾配は減少し、照度が増加するとゼロになる。したがって、曲線３０と３１はそれぞれ、以降変化することのない出力レベルに一致する、水平な漸近線に達する。オフセットおよび利得補正後、２つのフォトダイオードが到達可能な最大出力レベルは異なってもよいことが分かっている。
【００３１】
本発明は、出力レベルの漸近線を一致させることにより曲線３０と３１を非線形領域において実質的に一致させるための装置および方法を提供することで、この問題を緩和する。この最大レベルは飽和レベルとも呼ばれる。この結果を導くため、本発明は、曲線３０と３１を一致させる必要のある２つの異なる感光画素について、そのバイアスの振幅ＶＰ１を個別に調整することができる。
【実施例１】
【００３２】
本発明は、端部同士を接合した複数の基板から感光装置を製造するときに特に有益である。このようなアセンブリの１つの実施形態を図４に概略的に示す。４つのマトリクス４０、４１、４２、および４３のそれぞれは、マトリクス４０の場合感光画素Ｐ４０１からＰ４０９を、マトリクス４１の場合Ｐ４１１からＰ４１９を、マトリクス４２の場合Ｐ４２１からＰ４２９を、およびマトリクス４３の場合Ｐ４３１からＰ４３９を有する。各感光画素は、図１に示すような２つのダイオードＤｃおよびＤｐか、または図２に示すような１つのダイオードＤｃおよび１つのトランジスタＴを有することができる。感光画素のこのような構成およびその数は例示にすぎない。装置を構成するマトリクスの数についても同じである。マトリクス４０から４３は、マトリクス４０の場合行導線Ｙ０１からＹ０３を、マトリクス４１の場合行導線Ｙ１１からＹ１３を、マトリクス４２の場合Ｙ２１からＹ２３を、およびマトリクス４３の場合Ｙ３１からＹ３３を有する。これらの行導線は、マトリクス４０および４２については列導線Ｘ０２１からＸ０２３と、マトリクス４１および４３については列導線Ｘ１３１からＸ１３３と交差する。
【００３３】
各交差点では、感光画素が行導線Ｙｎと列導線Ｘｎとの間に接続される。各マトリクス４０から４３について、行ドライバ５０から５３がそれぞれ各マトリクスの行導線に接続し、図１および２の行ドライバ３と同じ機能を果たしている。
【００３４】
本発明によると、行ドライバ５０から５３は異なり、ゆえにそれぞれのマトリクスについて個別にバイアス振幅を調整することが可能である。このために、電圧供給源６０から６３それぞれを行ドライバ５０から５３の１つに接続する。さらに、電力供給源１３を４つの行ドライバ５０から５３に接続し、よって読み取りパルスの振幅を決定できる。この振幅は、例えば、４つのマトリクス５０から５３と同一である。
【００３５】
列導線Ｘ０２１からＸ１３３は、図１および２に示す装置のように、読み取り回路ＣＬに接続される。
【００３６】
電力供給源１３を持たない装置で本発明を実行することが可能である。この場合、読み取りパルスの振幅はバイアスパルスの振幅と等しく、マトリクスごとに電圧供給源６０から６３により決定される。読み取りパルスの振幅がバイアス振幅と異なることの利点は、フランス国特許出願公開第２７６０５８５号に開示されている。該出願は、特に、振幅ＶＰ１とＶＰ２との差異によりドライブの電荷が発生し、読み取られる感光画素に有用な照射（有用な電荷）によって生成される電荷に加えて該電荷が読み取りパルスの間に列導線を流れることが可能になるという内容を開示している。ドライブ電荷の生成に伴い発生するノイズは低く、したがって有用な電荷の読み取りに与える影響はほとんど無い。
【００３７】
各感光画素が図１に示すような２つのダイオードＤｃおよびＤｐを有する装置で本発明を実行するとき、バイアス振幅に従って読み取りパルスの振幅を調整するのが有利である。さらに詳細には、これら２つの振幅の値の差を同一に保つことにより、すべての感光画素について同一の読み取り効率が維持される。
【００３８】
一方、各感光画素が１つのダイオードＤｐと１つのトランジスタＴを有する装置で本発明を実行するときは、各ドライバ５０から５３の出力ＳＹ４（本出力は図４に示さない）を介してすべての感光画素にバイアスＶＰ１の振幅を送る。他方で、ドライバ５０から５３に接続する行導線により様々な感光画素に読み取りパルスを送る。
【００３９】
これにより、読み取りパルスがバイアス振幅と無関係となる。装置の２つの感光画素でバイアスの振幅が異なっているときも、読み取り効率になんら影響を与えることなく読み取りパルスすべての電圧を同一に保つことが可能である。
【００４０】
バイアス振幅はマトリクスごとに調整され、よって隣接する２つのマトリクスに属する隣接する感光画素の飽和出力レベルを最もよく合致する。このような調整を経験的に二分法で実行することができる。さらに詳細には、感光画素が飽和したとき、各マトリクスについてバイアスパルスにあり得る最小振幅および最大振幅の平均出力レベルを測定する。およそ最初から２つの振幅の間に生成された振幅値について３つ目の測定を行う。これら３つの測定値から、調整が最良である２つの測定値を決定する。この結果、約２つの要因によりバイアス振幅の最適な値を検索するのに必要な時間を短縮することが可能となる。２つの要因により検索時間を短縮することを可能にする操作は、最良の接合が達成されるまで、何度でも繰り返すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用することができる感光装置を示す。
【図２】本発明を適用することができる感光装置を示す。
【図３】２つの感光画素の出力レベルの変化を照度の関数として曲線で示す。
【図４】端部同士を接合した感光画素からなる４つのマトリクスを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526342.tif 000024
2004526342.tif 000025
【国際調査報告】
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2004526342.tif 000027
2004526342.tif 000028
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