JP2012517168A - 感光点のアレイによって取得される画像の補正方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、感光点のマトリックスによって取得された画像を補正する方法に関する。本発明は、特に、マトリックスが電磁妨害を受けやすい場合に有用である。
本発明によれば、本補正方法は、マトリックスを行ごとに読み取る、第１のステップ（Ｅ_２）を含む。各行の第１の読み取り時に読み取られる信号は、マトリックスが光放射にさらされた後に蓄積されている電荷を表し、これによって、マトリックスの列ごとに離散信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）を形成することが可能になる。第２の読み取り時に読み取られる信号は、露光がないときに蓄積された電荷を表し、マトリックスの列ごとに離散信号ＯＦ（ｎ）を形成する。本方法の第２のステップ（Ｅ_３）では、露光がない場合に第１の読み取り時に形成されていたであろう信号ＯＦ（ｎ）に実質的に相当する信号ＯＦＸ（ｎ）を決定する。第３のステップ（Ｅ_４）では、列ごとに、信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）から信号ＯＦＸ（ｎ）を減算する。

Description

本発明は、（たとえば、半導体材料を堆積させる技術により生成される）感光点のマトリックスを含む感光装置によって取得された画像を補正する方法に関する。本方法は、基本的に（ただし、限定的にではなく）放射線画像の検出に用いられる感光装置に適用される。本発明は、特に、感光装置が電磁妨害を受けやすい場合に有用である。

水素化アモルファスシリコン（ａＳｉＨ）のような半導体材料をガラス絶縁支持物上に薄膜堆積させる技術は、たとえば、可視または近可視の放射線に基づいて画像を生成することが可能な、感光点のマトリックスを構築することを可能にする。ただし、これらのマトリックスは、放射線画像の検出の枠組内で使用可能である。この目的のためには、Ｘ線放射とマトリックスとの間にシンチレータスクリーンを置くだけで十分である。シンチレータスクリーンは、Ｘ線放射を、感光点の感度が良い波長の帯域の光放射に変換する。

これらのマトリックスを形成する感光点は、大まかには、オン／オフスイッチ機能を果たす素子に関連付けられた感光素子で構成される。感光点は、行導体と列導体との間にマウントされる。そして、感光装置は、要件に応じて、マトリックスまたはストリップとしてレイアウトされた複数の感光点で構成される。

感光素子は、一般に、オン／オフスイッチ素子と直列にマウントされたダイオードで構成される。オン／オフスイッチ素子は、たとえば、いわゆるスイッチングダイオードであってよく、スイッチングダイオードの「閉」状態、すなわち、「導通」状態が、ダイオードを順方向モードでオンにするバイアスに対応し、スイッチングダイオードの「開」状態、すなわち、「遮断」状態が、ダイオードの逆方向バイアスに対応する。これら２つのダイオードは、いわゆる「ヘッドツーテール」構成で、導通方向が互いに逆になるようにマウントされる。このような構成は周知であり、特に、仏国特許出願第８６１４０５８号（公開第２６０５１６６号）明細書によって周知であり、同特許には、「ヘッドツーテール」構成の２つのダイオードによるタイプの感光点のマトリックス、感光点の読み出し方法、およびこのような感光装置の作成方法が記載されている。アモルファス半導体材料は、いくらかのメモリ効果を示す。これは、そのアモルファス構造が、結晶質材料の場合よりずっと多い、多数のトラップを含むことに関係する。これらのトラップは、禁制帯の全体に広がる構造的欠陥である。これらは、有効画像のキャプチャが行われている間、具体的には、感光点が光放射にさらされている間に生じた電荷を保持する。この材料は、与えられた光放射に対応する画像を記憶し、この画像に関連する電荷を、後続の画像、または、実際には複数の後続の画像の読み取り中に修復する。この効果は、画質に反映される。

さらに、感光点のマトリックスまたはストリップに使用される半導体部品は、すべて同一というわけではなく、そのため、このマトリックスまたはこのストリップが組み込まれた感光装置は、本質的に不均質性を有することとなり、これによって、時間とともに変化する、正常に機能しないゾーンができる。

最適品質の有効画像を取得すべく、いわゆるオフセット画像（対応するフランス語の用語では黒色画像と呼ばれる）に基づいて、有効画像の補正が行われる。オフセット画像は、たとえば、動作サイクルの開始時、または有効画像のキャプチャの後にキャプチャされる。このオフセット画像は、感光装置が輝度ゼロの信号にさらされている間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、感光点の部品の電気的状態に応じて、かつ、それらの電気的特性のばらつきに応じて、変化する。有効画像は、感光装置が有効信号にさらされている間に読み取られた画像であり、有効信号は、たとえば、シンチレータをＸ線放射にさらすことに対応する。このことはオフセット画像にも当てはまる。そして、有効画像の補正とは、有効画像からオフセット画像を減算することである。この補正が信頼できるのは、オフセット画像をキャプチャした時点と、有効画像をキャプチャした時点との間で、オフセット画像が変化していない場合だけである。これは、オフセット画像をキャプチャする直前と、有効画像をキャプチャする直前とで、感光点の電気的状態が同じである場合を意味する。

しかしながら、感光点は、一般に、電磁妨害を受けやすい。感光装置の使用状態によっては、電磁妨害は避けられない。これは、たとえば、放射線介入治療の枠組内で、感光装置を電気メスと同時に使用する場合である。その結果、感光点の電気的状態は、有効画像キャプチャ時点とオフセット画像キャプチャ時点との間で変化する可能性がある。電磁妨害が永続的かつ周期的であるとすると、電磁妨害の周波数が画像キャプチャの周波数に比べて非常に遅いわけではない限り、感光装置の形成画像にストリップが現れる可能性がある。

感光装置の形成画像に対する電磁妨害の影響を減らすために、感光装置を、これらの妨害に対して鈍感にすることが可能であり、特に、シールドを設計することや、電流ループを除去することにより、可能である。しかしながら、これは、重い制約、たとえば、機械的制約（重量、サイズ）または電気的制約（絶縁）がある場合には、常に可能とは限らない。また、有効画像キャプチャの時点と同じ振幅の妨害を、オフセット画像を用いて減算すべく、画像キャプチャを妨害と同期させることも可能である。この同期が可能であるのは、単一の電磁妨害が存在する場合、または、場合によっては、複数の電磁妨害が存在していて、それらの周波数が互いに倍数の関係にある場合に限られる。さらに、妨害を特性評価し、この妨害に応じて感光装置の制御を精密に順序付けることが必要であるため、感光装置の設計に様々な制約を課すことになる。第３のソリューションは、フィルタリングによって得られた画像を、たとえば、画像補正ソフトウェアを用いて補正することである。しかしながら、フィルタリングは、医療情報の喪失や改変を引き起こすおそれがある。さらに、フィルタリングは、電磁妨害の広い周波数スペクトルへの適応が困難である。

本発明の目的は、特に、感光装置の設計に何ら制約を加えることなく、感光装置によって取得された、あらゆるタイプの電磁妨害の影響の画像を補正することを可能にする方法を提案することにより、前述の弱点のすべて、または一部を軽減することである。この目的のために、本発明の主題は、Ｎｌ行×Ｎｃ列のマトリックスとして編成された感光点を含む感光装置によって取得された画像を補正する方法である。各感光点は、光放射にさらされている間に電荷を蓄積することが可能である。本発明によれば、本方法は以下のステップを含む。
− 各感光点に蓄積されている電荷を表す信号を、時点ｔ＝２ｎおよびｔ＝２ｎ＋１において行ごとに読み取る、第１のステップであって、ｎは、０とＮ−１との間にある整数であり、Ｎは、２と、マトリックスの行数Ｎｌとの間にある整数であり、１つの同じ行の信号は、一斉に読み取られ、連続する２つの読み取り時点の間隔が、決定された継続時間Ｔ_{ｓａｍｐｌｉｎｇ}であり、時点ｔ＝２ｎに読み取られた、有効信号とも呼ばれる信号は、感光点が有効光放射にさらされた後に各感光点に蓄積されている電荷を表し、時点ｔ＝２ｎ＋１に読み取られた、オフセット信号とも呼ばれる信号は、放射にさらされないときに前記各感光点に蓄積された電荷を表し、マトリックスの各列について、有効信号は、離散信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）を形成し、オフセット信号は、離散信号ＯＦ（ｎ）を形成する、第１のステップ。
− マトリックスの列に対応する各信号ＯＦ（ｎ）について、オフセット信号が時点ｔ＝２ｎに読み取られていればオフセット信号によって形成されていたであろう信号ＯＦＸ（ｎ）を決定する、第２のステップであって、信号ＯＦＸ（ｎ）は、信号ＯＦ（ｎ）を補正することによって決定される、第２のステップ。
− マトリックスの各列について、信号ＯＦＸ（ｎ）を、対応する信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）から減算する、第３のステップ。

本発明により、電磁妨害（特に永続的かつ周期的な電磁妨害）を受けやすい感光点のマトリックスによって取得された画像を効果的に補正することが可能になる。

添付図面と関連して提供される、例示的実施形態の詳細な説明を読むことにより、本発明がよりよく理解され、他の利点も明らかになるであろう。

本発明が適用可能な、第１の例示的な受動的感光装置を示す図である。 本発明が適用可能な、第２の例示的な受動的感光装置を示す図である。 本発明が適用可能な、例示的な能動的感光装置を示す図である。 本発明による補正方法の可能なステップを示す図である。 感光装置に蓄積された電荷を行ごとに読み取る、可能なサブステップを示す図である。 有効信号から減算するオフセット信号を決定する、可能なサブステップを示す図である。

図１は、従来方式で編成されたマトリックス２を含む感光装置１を示す簡略図である。マトリックス２は、感光点Ｐ_１〜Ｐ_９を含んでおり、各感光点は、ヘッドツーテール構成に従って直列にマウントされた感光ダイオードＤｐおよびスイッチングダイオードＤｃによって形成されている。マトリックス２は、列導体Ｘ_１〜Ｘ_３に行導体Ｙ_１〜Ｙ_３が交差しており、各交差線において、行導体Ｙ_１〜Ｙ_３と列導体Ｘ_１〜Ｘ_３との間に感光点Ｐ_１〜Ｐ_９が接続されている。したがって、感光点Ｐ_１〜Ｐ_９は、行Ｌ_１〜Ｌ_３および列Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３の配列になっている。これらの感光点は、画素とも呼ばれる。

図１の例では、９個の感光点Ｐ_１〜Ｐ_９を定義する３つの行および３つの列だけを示しているが、このようなマトリックスは、容量がずっと大きくてもよく、数百万点ほどであってもよい。たとえば、このようなマトリックスを、３０００行および３０００列の配列（約４０ｃｍ×４０ｃｍの面積）の感光点で構築することも、検出ストリップを構成するために１列および数行の配列の感光点で構築することも、よく行われる。

感光装置１は、行制御回路３を含んでおり、その出力ＳＹ_１、ＳＹ_２、およびＳＹ_３は、それぞれ、行導体Ｙ_１、Ｙ_２、およびＹ_３と連結されている。行制御回路３は、たとえば、クロック回路、スイッチング回路、シフトレジスタなど、図示されていない様々な要素を有しており、これらは、行導体Ｙ_１〜Ｙ_３の順次アドレス指定の実行を可能にしている。感光装置１はさらに、電圧源４を含んでおり、電圧源４は、行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に印加される、いわゆる読み取りパルスの振幅を定義するように働く電圧Ｖ_ｌを行制御回路３に与える。

各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９では、２つのダイオードＤｐおよびＤｃの（図１に示したような）アノード同士、またはカソード同士が連結されている。フォトダイオードＤｐのカソードは、列導体Ｘ_１〜Ｘ_３に連結されており、スイッチングダイオードＤｃのカソードは、行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に連結されている。なお、一般に、これら２つのダイオードＤｐおよびＤｃは、フォトダイオードＤｐの示すキャパシタンスが最大（たとえば、ほぼ５０倍程度）になるように設計されている。

マトリックス２がいわゆる「有効」光放射にさらされているフェーズの間は、各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９の２つのダイオードＤｐおよびＤｃが逆バイアスされている。この状態では、各ダイオードはキャパシタを構成する。フォトダイオードＤｐの属する感光点Ｐ_１〜Ｐ_９が露光されることによって、フォトダイオードＤｐ内に電荷が発生する。これらの電荷は、露光強度に応じた電荷量で、２つのダイオードＤｐおよびＤｃの接合点に形成されたノード上のＡ点に蓄積される。感光点Ｐ_１〜Ｐ_９の読み取りは、行ごとに行われ、１つの同じ行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に連結されたすべての感光点において一斉に行われる。この目的のために、行制御回路３は、所定の振幅の読み取りパルスを、アドレス指定された各行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に印加する。アドレス指定されていない行導体は、基準電位Ｖ_ｒまたは残留電位で維持される。この基準電位Ｖ_ｒは、たとえば、接地電位である。基準電位Ｖ_ｒは、列導体Ｘ_１〜Ｘ_３に適用される基準電位と同じ電位であってもよい。

感光点Ｐ_１〜Ｐ_９のＡ点に電荷の蓄積があると、この点の電圧が低下する。すなわち、フォトダイオードＤｐの逆バイアス電圧が低下する。行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に読み取りパルスを印加すると、この行導体に連結されているすべての感光点のＡ点の電位が、有効光放射にさらされる前のバイアスレベルに復元される。この結果、列導体Ｘ_１〜Ｘ_３のそれぞれに、対応するＡ点に蓄積されていた電荷に比例する電流が流れる。

列導体Ｘ_１〜Ｘ_３は、読み取り回路ＣＬと連結されている。読み取り回路ＣＬは、図１の例では、積分回路５、多重化回路６、ビデオ増幅器７、およびアナログデジタル変換器８を含んでいる。積分回路５は、列導体Ｘ_１〜Ｘ_３と同じ数の増幅器を含む。すなわち、図１の例では、３つの増幅器Ｇ_１〜Ｇ_３を含んでいる。積分回路５はさらに、増幅器Ｇ_１〜Ｇ_３のそれぞれに対し、積分キャパシタＣ_１〜Ｃ_３およびオン／オフスイッチ素子Ｉ_１〜Ｉ_３を含んでいる。各列導体Ｘ_１〜Ｘ_３は、積分器としてマウントされた増幅器Ｇ_１〜Ｇ_３の逆相入力「−」に連結されている。各増幅器の逆相入力「−」と出力Ｓ_１〜Ｓ_３との間には、積分キャパシタＣ_１〜Ｃ_３がマウントされている。各増幅器Ｇ_１〜Ｇ_３の第２の入力「＋」は、ある電位に連結されており、この電位は、図１の例では、基準電位Ｖ_ｒである。したがって、この電位は、すべての列導体Ｘ_１〜Ｘ_３にかかる。各積分キャパシタＣ_１〜Ｃ_３と並列に、いわゆるリセットツーゼロオン／オフスイッチ素子Ｉ_１〜Ｉ_３がマウントされている。オン／オフスイッチ素子Ｉ_１〜Ｉ_３は、たとえば、ＭＯＳ型トランジスタである。したがって、積分回路５は、列導体Ｘ_１〜Ｘ_３を流れる電荷を電圧に変換する。

増幅器Ｇ_１〜Ｇ_３の出力Ｓ_１〜Ｓ_３は、多重化回路６の入力Ｅｎｔ_１〜Ｅｎｔ_３に連結される。多重化回路６は、たとえば、並列入力および直列出力を有するシフトレジスタで形成されており、このシフトレジスタは、一般的にはＣＣＤ（「Ｃｈａｒｇｅｄ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ（電荷結合素子）」の略）と呼ばれる電荷結合型シフトレジスタであってもよい。この従来型の構成により、すべての感光点Ｐ_１〜Ｐ_９のＡ点に蓄積された電荷を表す電圧を、多重化回路６の出力において、「直列に」かつ１行ずつ順に（Ｌ_１からＬ_３の順に）出力することが可能になる。これらの電圧を、多重化信号ＳＭと呼ぶ。

多重化信号ＳＭは、その後、ビデオ増幅器７で増幅し、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）８でデジタル信号ＳＮに変換することが可能である。

なお、図１の例ではスイッチングダイオードＤｃによって行われるオン／オフスイッチ機能を達成するためにトランジスタを用いることも知られている。トランジスタは、ダイオードに比べて接続が非常に複雑になるが、「オン」状態の質の点では有利である。

図２は、感光装置１’を概略的に示す。図１の感光装置との主な違いとして、感光装置１’に含まれるマトリックス２’では、スイッチングダイオードＤｃの代わりにトランジスタＴが使用されており、トランジスタＴは、たとえば、薄膜を薄層状に堆積させる技術によって作成される。これらの技術は、文献では、「薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）」という用語で知られている。これらの技術を用いて、図１および２に示したマトリックス２および２’のセットを構築することが可能である。

例として図２に示した図では、各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９において、トランジスタＴは、ソースＳが、フォトダイオードＤｐのカソード、すなわち、Ａ点に連結されており、ゲートＧが、当該の感光点Ｐ_１〜Ｐ_９の属する行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に連結されており、ドレインＤが、当該の感光点Ｐ_１〜Ｐ_９の属する列導体Ｘ_１〜Ｘ_３に連結されている。すべてのフォトダイオードＤｐのアノードが、行制御回路３の出力ＳＹ_４に連結されている。出力ＳＹ_４は、いわゆるバイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓを与える。バイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓは、基準電位Ｖ_ｒまたは接地電位に対して負であり、たとえば、−５ボルト程度である。このバイアス電圧Ｖ_ｂｉａｓは、フォトダイオードＤｐの逆バイアスを構成するように働く。行制御回路３は、たとえば、このバイアス電圧を電力供給源１３から受ける。

図１および図２に示した装置の全体動作をよりよく理解するためには、仏国特許出願公開第２７６０５８５号および第２６０５１６６号明細書を参照されたい。

図１および図２は、感光装置１および１’の例示的実施形態を示しており、ここでは、感光点Ｐ_１〜Ｐ_９は受動的であると言える。しかしながら、本発明は、感光点が能動的であると言える感光装置に特によく当てはまる。すなわち、画像取得フェーズの間に蓄積された電荷が、マトリックスの外の積分回路においてではなく、画素のレベルで電圧に変換される感光点の場合によく当てはまる。

図３は、そのような感光装置１’’を示しており、感光装置１’’は、２行（Ｌ_１およびＬ_２）×２列（Ｃｌ_１およびＣｌ_２）の感光点Ｐ_１〜Ｐ_４からなるマトリックス２’’を含んでいる。行制御回路３は、２つの行導体Ｙ_１およびＹ_２にそれぞれ連結された２つの出力ＳＹ_１およびＳＹ_２を含んでいる。行制御回路３はさらに、２つの出力Ｓ_ＲＴＺ１およびＳ_ＲＴＺ２を含んでおり、これらはそれぞれ、２つのリセットツーゼロ導体Ｙ_ＲＴＺ１およびＹ_ＲＴＺ２に連結されている。各感光点Ｐ_１〜Ｐ_４は、フォトダイオードＤｐと、３つのトランジスタＴ_１、Ｔ_２、およびＴ_３とを含んでいる。各感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の第１のトランジスタＴ_１においては、ゲートＧは、当該の感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の属する行導体Ｌ_１またはＬ_２のリセットツーゼロ導体Ｙ_ＲＴＺ１またはＹ_ＲＴＺ２に連結されており、ドレインＤは、電圧源３１に連結されてリセットツーゼロ電位Ｖ_ＲＴＺがかかっており、ソースＳは、当該の感光点Ｐ_１〜Ｐ_４に属するフォトダイオードＤｐのカソードに連結されている。すべてのフォトダイオードＤｐのアノードが、共通電位、たとえば、接地電位に連結されている。同じＡ点を、トランジスタＴ_１のソースＳとフォトダイオードＤｐのカソードとの間に定義してもよい。このＡ点はさらに、同じ感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の第２のトランジスタＴ_２のゲートＧに連結されている。このトランジスタＴ_２のソースＳは、同じ感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の第３のトランジスタＴ_３のソースＳに連結されており、すべてのトランジスタＴ_２のドレインＤは、電圧源３２に連結されて、電源電位Ｖ_ｄｄがかかっている。各感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の第３のトランジスタＴ_３においてはさらに、ゲートＧが、当該の感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の属する行Ｌ_１またはＬ_２の行導体Ｙ_１またはＹ_２に連結されており、ドレインＤが、当該の感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の属する列Ｃｌ_１またはＣｌ_２の列導体Ｘ_１またはＸ_２に連結されている。

トランジスタＴ_１により、感光点Ｐ_１〜Ｐ_４を、それぞれの元の状態、すなわち、放射にさらされる前の状態にリセットすることが可能になる。より具体的には、行制御回路３からリセットツーゼロ導体Ｙ_ＲＴＺ１またはＹ_ＲＴＺ２にリセットツーゼロパルスが送出されたときに、トランジスタＴ_１により、当該の行Ｌ_１またはＬ_２のすべての感光点Ｐ_１〜Ｐ_４のＡ点の電位を、開始電位（この例では、リセットツーゼロ電位Ｖ_ＲＴＺ）に戻すことが可能になる。トランジスタＴ_２によって、列導体Ｘ_１およびＸ_２のＡ点を隔離することが可能になる。トランジスタＴ_３によって、各トランジスタＴ_２のソースＳを、当該のトランジスタＴ_３が連結されている列導体Ｘ_１またはＸ_２に連結することが可能になる。

感光点Ｐ_１〜Ｐ_４の読み取りも、行ごとに行われる。行制御回路３は、各行導体Ｙ_１およびＹ_２に読み取りパルスを連続的に印加する。すると、読み取り対象の行Ｌ_１またはＬ_２に属する感光点Ｐ_１〜Ｐ_４のＡ点の電圧が、トランジスタＴ_２を介して、列導体Ｘ_１およびＸ_２にコピーされる。

図１および図２の感光装置１および１’と比較対照すると、感光装置１’’は、積分回路をまったく含まず、Ａ点に蓄積された電荷は、トランジスタＴ_２のレベルで電圧積分される。列導体Ｘ_１およびＸ_２は、多重化回路６の入力Ｅｎｔ_１およびＥｎｔ_２に直接連結される。多重化回路６は、多重化信号ＳＭを出力する。多重化信号ＳＭを、ビデオ増幅器７で増幅し、アナログデジタル変換器８でデジタル化して、デジタル信号ＳＮを与えることも可能である。

図３で参照した感光装置１’’は、２行２列のみの感光点を含んでいる。もちろん、本発明は、ずっと大きな容量のマトリックスにも当てはまる。さらに、各感光点は、４つ以上のトランジスタを含んでよく、電源電圧Ｖ_ｄｄおよびリセットツーゼロ電圧Ｖ_ＲＴＺは、感光点ごとに異なってよい。

図１−図３の感光装置１、１’、および１’’では、電荷の蓄積は、感光点Ｐ_１〜Ｐ_９の露光中にフォトダイオードＤｐによって行われるとした。しかしながら、これらの電荷の蓄積は、任意の感光素子、たとえば、フォトトランジスタで行われてもよい。

図４は、本発明による補正方法の可能なステップを示す。本補正方法は、たとえば、図１−図３を参照して説明した感光装置１、１’、および１’’のうちの１つによって取得された画像に適用される。本補正方法の第１のステップＥ_１では、画像を取得する。この過程では、マトリックス２、２’、または２’’を有効光放射にさらすことによって、各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９が電荷を蓄積することが可能である。この光放射は、たとえば、放射線画像の取得が必要な患者の身体の一部を通り抜けたＸ線を受けるシンチレータから発生する。本補正方法の第２のステップＥ_２では、各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９に蓄積された電荷を表す信号を行ごとに読み取る。言い換えると、マトリックス２、２’、または２’’のすべての列Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３について、１つの同じ行の信号を同時に読み取る。信号の読み取りは、時点ｔ＝２ｎおよびｔ＝２ｎ＋１に行う。ｎは、０とＮ−１との間にある整数であり、Ｎは、２と、マトリックス２、２’、または２’’の行数Ｎｌとの間にある整数である。連続する２つの読み取り時点ｔとｔ＋１の間隔が、決定された継続時間Ｔ_{ｓａｍｐｌｉｎｇ}である。本発明によれば、時点ｔ＝２ｎに読み取られる信号は、ステップＥ_１の間に各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９に蓄積された電荷を表す。これらの信号を、有効信号と呼ぶ。時点ｔ＝２ｎ＋１に読み取られる信号は、放射にさらされていない時点ｔ＝２ｎと時点ｔ＝２ｎ＋１との間に蓄積された電荷を表す。これらの信号を、オフセット信号と呼ぶ。行ごとに有効信号およびオフセット信号を連続して取得する原理は、相関二重サンプリングという用語で知られている。有効信号およびオフセット信号は、たとえば、アナログデジタル変換器８で生成されたデジタル信号ＳＮに基づいて構築される。有効信号およびオフセット信号は、その後、列ごとに処理される。このように列ごとに処理を行うことにより、特に、マトリックス全体に対する電磁妨害の影響が必ずしも均一ではないという事実を考慮に入れることが可能になる。マトリックス２、２’、または２’’の各列Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３について、有効信号は、離散信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）を形成し、オフセット信号は、離散信号ＯＦ（ｎ）を形成する。第３のステップＥ_３では、マトリックス２、２’、または２’’の列Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３に対応する各信号ＯＦ（ｎ）について、オフセット信号が時点ｔ＝２ｎに読み取られていればオフセット信号によって形成されていたであろう信号ＯＦＸ（ｎ）が決定される。これらの信号ＯＦＸ（ｎ）は、ダミーオフセット信号と呼ばれ、信号ＯＦ（ｎ）を補正することにより、決定される。信号ＯＦＸ（ｎ）は、マトリックス２、２’、または２’’が有効光放射にさらされていないときの、有効信号の読み取り時点における、感光点に蓄積された電荷の量を表す。言い換えると、信号ＯＦＸ（ｎ）は、読み取り時点ｔ＝２ｎにおけるオフセット信号に相当する。感光点に蓄積された電荷の一部は、電磁妨害によって生成されたものである可能性がある。そうである場合には、各信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）のうちの、電磁妨害に由来する電荷の量に対応する振幅比は、各信号ＯＦＸ（ｎ）のうちの、電磁妨害に由来する電荷の量に対応する振幅比と同じになる。第４のステップＥ_４では、次の関係式に従って、列ごとに、信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）から信号ＯＦＸ（ｎ）を減算する。
Ｓ（ｎ）＝Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）−ＯＦＸ（ｎ） （１）
ただし、Ｓ（ｎ）は、当該の列Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３の、補正された有効信号を表す。この関係式（１）により、オフセット信号ＯＦ（ｎ）の信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）だけでなく、電磁妨害によって生成された電荷の信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）も補正することが可能になる。全体として、補正された有効信号Ｓ（ｎ）のセットにより、補正された画像の構築が可能になる。

図５は、ステップＥ_２の行ごとの読み取りの一特定実施形態を示す。この特定実施形態によれば、ステップＥ_２は、以下の連続するサブステップを含んでおり、これらのサブステップは、読み取り対象のマトリックス２、２’、または２’’の各行について連続的に繰り返される。サブステップＥ_２０１では、当該の行の各感光点Ｐ_１〜Ｐ_９に蓄積された電荷を読み取る。サブステップＥ_２０２では、これらの電荷を、これらの電荷を表すアナログ信号に変換する。サブステップＥ_２０３では、これらの信号をデジタル化する。行の電荷を読み取るサブステップＥ_２０１は、当該の行の行導体Ｙ_１〜Ｙ_３に読み取りパルスを送出することを含む。本発明によれば、サブステップＥ_２０１〜Ｅ_２０３は、各行について、後続の行の処理の前に、２回目が繰り返される。したがって、当該の行の感光点が、２回目の電荷読み取りに先だって、それぞれの元の電気的状態にリセットされている限り、時点ｔ＝２ｎにおける１回目の読み取りの間に読み取られた電荷は、ステップＥ_１の間に感光点Ｐ_１〜Ｐ_９が有効光放射にさらされた後に蓄積されている電荷に相当し、時点ｔ＝２ｎ＋１における２回目の読み取りの間に読み取られた電荷は、露光がないときに蓄積された電荷に相当する。この、感光点をそれぞれの元の電気的状態にリセットすること（「ゼロにリセットする」と言う）は、たとえば、図１および図２に示したような受動的感光点を含む感光装置の場合には、電荷を読み取るサブステップＥ_２０１において一斉に行われる。たとえば、図３に示したような、能動的感光点を含む感光装置の場合、ゼロにリセットすることは、当該の行のリセットツーゼロ導体Ｙ_ＲＴＺ１またはＹ_ＲＴＺ２にリセットツーゼロパルスを送出することにより、可能である。

図５に示した一特定実施形態では、サブステップＥ_２０１〜Ｅ_２０３の繰り返しは、カウンタＣｐｔを用いて行われ、Ｃｐｔの値は、現在の読み取り繰り返し回数を示す。この例では、このカウンタＣｐｔがとる値は２つだけであり、たとえば、「１」は１回目の読み取りを表し、「２」は２回目の読み取りを表す。したがって、サブステップＥ_２０１の前に、カウンタＣｐｔの値を（たとえば、値「１」に）初期化するサブステップＥ_２０４を置くことが可能である。サブステップＥ_２０３のデジタル化の完了後、サブステップＥ_２０５において、カウンタＣｐｔの値が値「２」に等しいかどうかを判定する。カウンタＣｐｔの値が値「２」に等しくない場合は、サブステップＥ_２０６でカウンタＣｐｔの値を１単位増加させてから、サブステップＥ_２０１〜Ｅ_２０５を繰り返す。カウンタＣｐｔの値が値「２」に等しい場合は、後続の行を、読み取り対象として処理する。

図５に示した一特定実施形態では、行ごとの読み取りは、第２のカウンタｎを用いて行われ、ｎの値は、現在の行の番号を示す。したがって、前に示したとおり、カウンタｎは、０とＮ−１との間にある整数値をとり、Ｎは、２と、マトリックス２、２’、または２’’の行数Ｎｌとの間にある整数である。この特定実施形態によれば、サブステップＥ_２０１の前、または、必要であれば、サブステップＥ_２０４の前に、カウンタｎの値を値ｎ_０に初期化するサブステップＥ_２０７を置くことが可能である（ｎ_０は０とＮ−２との間にある整数）。整数ｎ_０は、読み取り対象の第１の行の番号を示しており、この第１の行は、一般に、マトリックス２、２’、または２’’の第１の物理行に対応する。サブステップＥ_２０３のデジタル化の完了後、または、必要であれば、サブステップＥ_２０５の完了後、サブステップＥ_２０８において、カウンタｎの値が値「Ｎ−１」に等しいかどうかを判定する。カウンタｎの値が値「Ｎ−１」に等しくない場合は、サブステップＥ_２０９でカウンタｎの値を１単位増加させ、その後、サブステップＥ_２０１、または、必要であれば、サブステップＥ_２０４で、本方法を再開する。カウンタｎの値が値「Ｎ−１」に等しい場合は、ステップＥ_２の行ごとの読み取りをサブステップＥ_２１０で終了し、本方法をサブステップＥ_３で再開する。

さらに一特定実施形態では、ステップＥ_２は、図５に示したような、サブステップＥ_２０２から発生するアナログ信号、または、サブステップＥ_２０３から発生するデジタル信号を多重化するサブステップＥ_２１１を含む。この多重化は、たとえば、図１−図３に示した多重化器６で実行する。ステップＥ_２は、増幅するサブステップＥ_２１２を含むことも可能である。この増幅は、特に、アナログ信号、多重化信号、および／またはデジタル化信号に関して行うことが可能である。

図６は、信号ＯＦＸ（ｎ）を決定するステップＥ_３の一特定実施形態を示す。この特定実施形態によれば、離散信号から削除することが求められている妨害信号の「位相」を決定することが求められている。この妨害信号は明らかに未知であるため、離散信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）の「位相」を決定することが求められている。しかしながら、信号の位相は、既知の周波数の周期的基準関数に対してのみ定義可能である。この目的のために、サブステップＥ_３１で信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）の離散フーリエ変換を実行して、マトリックスの列ごとに信号

を与える。信号

は、次の関係式にしたがって取得される。

ただし、ｋは、０からＮ−１まで変化する周波数成分インデックスである。サブステップＥ_３２では、次の関係式に従って、各信号

の、マトリックスの列に関連付けられた各非ゼロ周波数成分について、位相Ψ_ｋを決定する。

サブステップＥ_３１と類似の様式で、次の関係式に従って、サブステップＥ_３３において信号ＯＦ（ｎ）の離散フーリエ変換を実行して、マトリックスの列ごとに信号

を与える。

サブステップＥ_３４で、次の関係式に従って、信号

の周波数成分および信号

の周波数成分の位相Ψ_ｋに基づいて、各信号

について信号

を決定する。

各信号

は、オフセット信号が時点ｔ＝２ｎに読み取られていればオフセット信号によって形成されていたであろう、当該の列の信号ＯＦ（ｎ）の離散フーリエ変換に実質的に相当する。言い換えると、信号

は、信号ＯＦＸ（ｎ）の離散フーリエ変換に相当する。したがって、各信号ＯＦＸ（ｎ）は、サブステップＥ_３５において、次の関係式に従って、当該の列の信号

の逆離散フーリエ変換によって決定することが可能である。

一特定実施形態によれば、マトリックス２、２’、または２’’の各列Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３について、次の関係式で決定される周波数Ｆ_Ｎの近傍で、信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）およびＯＦ（ｎ）をフィルタリングする。

この周波数Ｆ_Ｎは、サンプリングされた信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）およびＯＦ（ｎ）のナイキスト周波数に相当する。関係式（７）における、第２の係数１／２の存在は、各行を２回読み取ることから、各信号のサンプル間隔が、継続時間Ｔ_{ｓａｍｐｌｉｎｇ}ではなく継続時間２Ｔ_{ｓａｍｐｌｉｎｇ}であるという事実に由来する。

Claims (4)

1. Ｎｌ行（Ｌ_１〜Ｌ_３）×Ｎｃ列（Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３）のマトリックス（２、２’、２’’）として編成された感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）を含む感光装置（１、１’、１’’）によって取得された画像を補正する方法であって、各感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）は、光放射にさらされている間に電荷を蓄積することが可能であり、
   前記各感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）に蓄積された電荷を表す信号を、時点ｔ＝２ｎおよびｔ＝２ｎ＋１において行ごとに読み取る、第１のステップ（Ｅ_２）であって、ｎは、０とＮ−１との間にある整数であり、Ｎは、２と、前記マトリックス（２、２’、２’’）の行（Ｌ_１〜Ｌ_３）の数Ｎｌとの間にある整数であり、１つの同じ行（Ｌ_１〜Ｌ_３）の前記信号は、一斉に読み取られ、連続する２つの読み取り時点の間隔が、決定された継続時間Ｔ_{ｓａｍｐｌｉｎｇ}であり、前記時点ｔ＝２ｎに読み取られた、有効信号とも呼ばれる前記信号は、前記感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）が有効光放射にさらされた後に前記各感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）に蓄積されている電荷を表し、前記時点ｔ＝２ｎ＋１に読み取られた、オフセット信号とも呼ばれる前記信号は、放射にさらされないときに前記各感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）に蓄積された電荷を表し、前記マトリックス（２、２’、２’’）の各列（Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３）について、前記有効信号は、離散信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）を形成し、前記オフセット信号は、離散信号ＯＦ（ｎ）を形成する、前記第１のステップ（Ｅ_２）と、
   − 前記マトリックス（２、２’、２’’）の列（Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３）に対応する各信号ＯＦ（ｎ）について、前記オフセット信号が前記時点ｔ＝２ｎに読み取られていれば前記オフセット信号によって形成されていたであろう信号ＯＦＸ（ｎ）を決定する、第２のステップ（Ｅ_３）であって、前記信号ＯＦＸ（ｎ）は、前記信号ＯＦ（ｎ）を補正することによって決定される、前記第２のステップ（Ｅ_３）と、
   − 前記マトリックス（２、２’、２’’）の各列（Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３）について、前記信号ＯＦＸ（ｎ）を前記対応する信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）から減算する、第３のステップ（Ｅ_４）と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 行ごとの読み取りを行う前記ステップ（Ｅ_２）は、読み取り対象の各行（Ｌ_１〜Ｌ_３）について連続的に繰り返される、連続する複数のサブステップを含み、前記連続する複数のサブステップは、
   − 前記感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）が光放射にさらされた後に当該の行の各感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）に蓄積されている電荷を読み取るサブステップ（Ｅ_２０１）と、
   − 前記電荷を、前記電荷を表すアナログ信号に変換するサブステップ（Ｅ_２０２）と、
   − 前記電荷を表す前記アナログ信号をデジタル化するサブステップ（Ｅ_２０３）と、
   − 前記感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）をそれぞれの元の電気的状態にリセットした後に前記当該の行の各感光点（Ｐ_１〜Ｐ_９）に蓄積された電荷を読み取るサブステップ（Ｅ_２０１）と、
   − 前記電荷を、前記電荷を表すアナログ信号に変換するサブステップ（Ｅ_２０２）と、
   − 前記電荷を表す前記アナログ信号をデジタル化するサブステップ（Ｅ_２０３）と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２のステップ（Ｅ_３）は、前記マトリックス（２、２’、２’’）の各列（Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３）について、
   − 前記信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）を信号
   

   

   （ｋは、０からＮ−１まで変化する周波数成分インデックス）に離散フーリエ変換するサブステップ（Ｅ_３１）と、
   − 前記信号
   

   

   の各非ゼロ周波数成分について、位相Ψ_ｋを決定するサブステップ（Ｅ_３２）と、
   − 前記信号ＯＦ（ｎ）を信号
   

   

   に離散フーリエ変換するサブステップ（Ｅ_３３）と、
   − 前記信号
   

   

   の周波数成分と、前記信号
   

   

   の周波数成分の位相Ψ_ｋとに基づいて、関係式
   

   

   により、信号
   

   

   を決定するサブステップ（Ｅ_３４）と、
   − 前記信号
   

   

   の逆離散フーリエ変換により、前記信号ＯＦＸ（ｎ）を決定するサブステップ（Ｅ_３５）と、
   を含むことを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の方法。
4. 前記マトリックス（２、２’、２’’）の各列（Ｃｌ_１〜Ｃｌ_３）について、関係式
   

   

   で決定される周波数Ｆ_Ｎの近傍で、前記信号Ｘ_ｒｅａｌ（ｎ）およびＯＦ（ｎ）をフィルタリングす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。

Images