JP2951020B2 - 光検出器のアレイから画像データを読み出す方法及び画像検出器システム - Google Patents

光検出器のアレイから画像データを読み出す方法及び画像検出器システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、画像作成用の固体多重
素子Ｘ線検出器を用いたＸ線システムに関し、更に詳し
くは、検出素子から信号を読み出して、これらの信号を
処理するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線蛍光透視装置では、Ｘ線源か
ら医療患者のような被分析対象を通してＸ線ビームを投
射する。ビームが患者を通過した後、画像増倍管が通
常、Ｘ線放射を可視光像に変換し、ビデオカメラが可視
像からアナログビデオ信号を発生し、モニタに表示す
る。アナログビデオ信号を発生するので、自動輝度調節
及び画像強調のための画像処理がアナログ領域で行われ
る。
【０００３】最近、高分解能の固体Ｘ線検出器が提案さ
れ、この検出器は、各次元に３０００個から４０００個
のホトダイオード検出素子の２次元アレイで構成されて
いる。各素子は検出器に投射されるＸ線像の画素輝度に
対応する電気信号を発生する。各検出素子からの信号は
個別に読み出されてディジタル化され、その後に画像処
理、記憶及び表示される。
【０００４】このような検出素子の大型アレイによって
得られる高分解能は多くの場合、患者の分析に有益であ
る。しかしながら、高度の分解能が必要でない場合に
は、義務として課されるアレイからの大量のデータの処
理によって、画像処理時間が妥当な所要時間よりも著し
く長くなる。更に、Ｘ線システムによっては、このよう
な高度の分解能を備えた検出器を必要としない。この場
合、より小型のマトリクス検出器で十分である。しかし
ながら、この場合、所要分解能が異なるＸ線装置ごとに
大きさの異なる検出器を作成するのではなくて、より大
きいマトリクス検出器を用いる方がコスト効率が良いこ
とがあり得る。このいずれの場合も検出器が必要以上の
高分解能の画像を発生するときには、データ量を削減す
るための技術が望ましくなる。
【０００５】従来のホトダイオード検出アレイ固有の問
題は、ホトダイオードに配置されたバイアス電荷がトラ
ンジスタ電流漏洩によって、又、一般に「暗電流」とし
て知られている機構によって部分的に放電されることが
ある。暗電流及び電流漏洩の影響による電荷空乏は画像
信号のオフセットを生じる。これらの電流によって除去
される電荷の量は一定でないので、信号オフセットが変
動し、検出器出力に不確定要素が加わる。
【０００６】これらの電流によって幾分ホトダイオード
から除去される電荷の量は、ホトダイオードのバイアス
から検出素子の電荷検知までの時間の長さの関数であ
る。従って、これらの電流の影響を最小限にするために
は、検出器アレイの素子の読み出しに必要な時間を最小
限にすることが望ましい。これにより、画像信号処理回
路の帯域幅を小さくし、回路により検出器信号に加わる
電気雑音を小さくするために、読み出し時間を大きくす
ることも望ましいという点とのかね合いが生じる。
【０００７】
【発明の概要】固体画像センサは、ｍ列ｎ行に設けられ
た光検出器の２次元アレイで形成されている。ここで、
ｍ及びｎは整数である。高分解能画像検知の場合、アレ
イの各列及び各行に約４０００個もの光検出器が配列さ
れていることがある。各列の光検出器は、個別のスイッ
チ手段によって共通の列出力線に接続されている。各行
の光検出器に対するスイッチ手段は、共通の行選択線の
信号によって駆動される。
【０００８】各光検出器によって検知される画像データ
は、所与のシーケンスで行選択線を駆動することによっ
て読み出される。最初に、アレイの中央付近の１群の１
つ以上の行選択線が駆動されることにより、対応する光
検出器からの信号が列出力線に与えられる。次に中央の
群の一方の側にある同様の１群の行選択線が駆動される
ことにより、その対応する光検出器からの信号が列出力
線に結合される。アレイの中央の群の他方の側にある他
の１つの同様な群の１つ以上の行選択線が駆動されるこ
とにより、その対応する光検出器からの信号が列出力線
に印加される。実施例では、アレイの中央の群の両側に
ある行群を交互に駆動することにより、残りの行の光検
出器からの信号が読み出される。
【０００９】各群が複数の行で構成されているとき、各
列に沿った数行の光検出器からの信号が組み合わされ
て、その列出力線の信号となる。これにより、アレイ及
び被検知画像の１つの次元に沿ってデータの低減が行わ
れる。データの低減を対称に行って画像歪みを回避する
ために、イメージセンサの外部の回路が複数の列出力線
からの信号を組み合わせる。理想的には、組み合わせる
べきこのような出力線信号の数は、データ低減後の画像
がデータ低減前の画像と同じ横縦（aspect）比を有する
ように選択されている。
【００１０】本発明の１つの目的は、画像内の画素量を
減少させるための技術を提供することである。
【００１１】もう１つの目的は、アレイの中心部分から
画像データを読み取った後、アレイの中心から外側に画
像データを漸次読み出す方法を提供することである。こ
のような外向きの走査は、画像照射と読み出しとの間の
経過時間の関数である影響による中心画像部分の劣化を
低減させる。
【００１２】更にもう１つの目的は、結果として得られ
る画像に必要とされる画像分解能の程度によって左右さ
れる画像データ低減度を変化させるための技術及び装置
を提供することである。
【００１３】
【実施例】先ず図１を参照して説明すると、Ｘ線装置１
４にはＸ線管１５が含まれており、Ｘ線管１５は電源１
６によって駆動されると、Ｘ線ビーム１７を放射する。
図示するように、Ｘ線ビームはＸ線透過性のテーブル２
０の上に横たわった患者１８に向けられる。ビームのう
ちテーブル及び患者を透過した部分は、Ｘ線検出器２２
に当たる。Ｘ線検出器２２に含まれているシンチレータ
２４は、Ｘ線光子を可視スペクトルの低エネルギ光子に
変換する。シンチレータ２４に隣接して光検出器アレイ
２６が設けられており、光検出器アレイ２６は光子を電
気信号に変換する。検出器アレイを動作させて画像を取
得し、各光検出素子から信号を読み出すための電子回路
が検出器制御器２７に含まれている。
【００１４】光検出アレイ２６の出力信号は画像処理器
２８に結合されている。画像処理器２８には、Ｘ線画像
信号を処理し、強調するための回路が含まれている。処
理された画像は次にビデオモニタ３２に表示される。処
理された画像は画像記憶装置３０に保管してもよい。画
像処理器２８は更に輝度調節信号を発生する。この輝度
調節信号は照射制御回路３４に印加され、電源１６を調
節することによりＸ線照射を調節する。
【００１５】Ｘ線装置１４の全体的な動作は、システム
制御器３６によって支配される。システム制御器３６は
操作者インタフェース３８を介してＸ線技術者からの指
示を受け取る。
【００１６】図２は光検出器アレイ２６の回路を示す。
この回路は、検出素子４０のマトリクスで構成されてい
る。検出素子４０はｍ列ｎ行の通常の２次元アレイとし
て、非晶質シリコンウェーハ上に配設されている。ここ
で、ｍ及びｎは整数である。例えば、代表的な高分解能
Ｘ線検出器は３０００から４０００の行及び列の素子か
ら成る正方形のアレイである。
【００１７】各検出素子４０には、ホトダイオード４２
と、薄膜抵抗４４とが含まれている。ホトダイオード４
２は大きなウェーハ領域から作成されているので、ホト
ダイオードはシンチレータ２４の発生する光のかなり大
きい部分を遮る。各ホトダイオードは又、比較的大きな
容量を備えているので、光子の励起によって生ずる電荷
を蓄積することができる。
【００１８】アレイの各列のホトダイオード４２のカソ
ードは、対応するトランジスタ４４のソース・ドレーン
導電路によって、その列に対する共通の列信号線［４８
-1〜４８-m］に接続されている。例えば、列１のホトダ
イオード４２は第１の信号線４８-1に接続されている。
各行のダイオードのアノードは負バイアス電圧［−Ｖ］
源に共通に接続されている。各行のトランジスタ４４の
ゲート電極は共通の行選択線［４６-1〜４６-n］に接続
されている。例えば、行１は線４６-1に接続されてい
る。行選択線及び列信号線は検出器制御器２７に接続さ
れており、列信号線は画像処理器２８にも接続されてい
る。
【００１９】図２に示す検出器を用いてＸ線画像を取得
するために、装置１４は次の動作シーケンスを遂行す
る。先ず、検出器制御器２７はすべての列信号線４８-1
〜４８-mをアースに接続し、すべての行選択線４６-1〜
４６-nに正電圧［Ｖon］を印加する。行選択線に印加さ
れた正電圧は、各検出素子４０のトランジスタ４４をタ
ーンオンして、逆バイアスされたホトダイオード４２に
正電荷を加える。ホトダイオードが十分に充電されたと
きに、検出器制御器２７は負電源電圧［−Ｖ］よりも負
の負電圧［−Ｖoff ］を行選択線４６-1〜４６-nに印加
する。行選択線のこの負バイアスにより、各検出素子４
０のトランジスタ４４はターンオフされる。
【００２０】次に検出器２２には、Ｘ線光子のビーム１
７を発生するようにＸ線管１５によって従来の方法で発
生されたＸ線光子のパルスが当てられる。Ｘ線光子はシ
ンチレータ２４によって低エネルギ光子に変換される。
これらの低エネルギ光子が検出器２６のホトダイオード
４２に当たると、ダイオードは導電状態となり、正電荷
の一部を放電する。ホトダイオード４２から除去される
正電荷の量は、ホトダイオード４２に当たる低エネルギ
光子の量によって左右される。ホトダイオード４２に当
たる低エネルギ光子の量は、ホトダイオードに隣接して
いるシンチレータ２４の領域に当たるＸ線エネルギの強
さによって左右される。従って、各検出素子４０のホト
ダイオード４２から除去される電荷の量は、Ｘ線検出器
２２の対応する領域に当たるＸ線の強さの関数である。
【００２１】Ｘ線照射の終了後、各ホトダイオード４２
の残留電荷が検知される。これを行うため、検出器アレ
イの各列に対する列信号線４８-1〜４８-mが、画像処理
器２８の個別の検知回路に同時に接続される。数種類の
検知回路のどれでも画像処理器２８に組み込むことがで
きる。例えば、検知回路はホトダイオードの両端間の電
圧、従って、ホトダイオードに残っている電荷の量を測
定することができるものが用いられている。代替案とし
て、検知回路は、対応する列信号線４８-1〜４８-mをア
ース電位に接続し、Ｘ線照射によって除去される電荷を
補充するために必要とされる電荷の量を測定するもので
あってもよい。
【００２２】画像分解能を最大限にするために、行選択
線４６-1〜４６-nの各々に正電圧Ｖonを順次印加して、
検出器制御器２７によってホトダイオード電荷が一度に
１行ずつ検知される。行選択線が正バイアスされたと
き、その行選択線に接続された検出器アレイのトランジ
スタ４４がターンオンされることにより、選択された行
の対応するホトダイオード４２がそれらの列信号線４８
-1〜４８-mに接続される。
【００２３】アレイの各検出素子から信号を読み出すた
めに必要な時間の長さを短くするために、検出素子列は
図３に示すように、２群に分けることができる。ｎ行の
検出器アレイ２６のこの例では、行１から行ｎ／２まで
の検出素子４０′が第１群の共通の信号線４７に接続さ
れている。同時に、行（ｎ／２）＋１から行ｎまでの検
出素子４０″が第２群の共通の信号線４９に接続されて
いる。この例では、アレイの上半分の検出素子４０′を
アレイの下半分の検出素子４０″と同時に読み出すこと
ができる。注意しなければならないのは、検出器アレイ
２６のこの代替実施例では、必要な信号検知回路の数が
２倍になることである。しかしながら、検出素子で電荷
を検知するために必要な時間は半分となる。又はその代
わりに、検知時間を前の実施例と同じにして検知回路の
帯域幅を狭くすることも可能である。更に、検出器アレ
イを細分することにより、検知回路から見た電気雑音と
容量とが小さくなる。
【００２４】前述の通り、検出器アレイ２６の最大の分
解能が必要でない用途では、画像データ量を減少させる
ことが有利である。Ｘ線検出器２２では、画素数を減少
させるため、検出素子を行及び列に沿って組み合わせる
ことができる。２次元画像の場合、結果として得られる
画像の歪みを回避するために、データ低減は両次元で等
しく行わなければならない。様々の視野、画像マトリク
スのサイズ、及び画像取得速度を生ずるために、本発明
では、画像を細分してｑ×ｐ個の検出素子の２次元群と
することができる。ここで、ｐ及びｑは整数である。ｑ
×ｐ群はアレイ全体と同じ横縦比を有している。典型的
な正方形アレイの場合には、ｐとｑとは等しく、例え
ば、１から４までの範囲内の共通の値を有している。そ
の結果、細分された群は、１、４、９又は１６個の検出
素子を有している。
【００２５】本概念の一変形では、検出アレイに検出素
子の正方形マトリクスが含まれていない。例えば、ＮＴ
ＳＣ規格のビデオカメラ用の画像発生器のように、アレ
イ内の検出素子の列が行よりも多い場合がある。非正方
形の検出器アレイが用いられているが、画像処理には画
像データの正方形アレイを必要とすることがある。この
ような場合、余分な列の検出素子からの信号は用いられ
ないか、又は組み合わされて、画像素子の正方形マトリ
クスとする。これを行ったとき、本概念に関する限り、
非正方形検出器アレイは、正方形検出器アレイと同等と
なる。この変形の場合、変数ｍ及びｎは実際の検出器ア
レイの検出素子の列及び行の数を表さず、ｍ及びｎは同
等な正方形アレイの列及び行の数に対応する。
【００２６】再び図２を参照して説明すると、１群の行
選択線４６-1〜４６-nに正電圧Ｖonを同時に印加するこ
とにより、隣接した検出素子４０からの電荷信号を列に
沿って容易に組み合わせることができる。この場合、検
知回路が列信号線４８-1〜４８-mのホトダイオード４２
からの電圧を測定すれば、各検知回路の出力は対応する
列の選択された群の検出素子からの信号の平均に対応す
る。他方、検知回路がホトダイオード４２から除去され
た電荷を補充するために必要な電流を測定すれば、各検
知回路の出力は列内の選択された群の検出素子からの信
号の和に対応する。
【００２７】アレイ内の数行を同時に選択することによ
り、数行の検出素子４０からの信号を組み合わせること
ができるが、隣接した列の（即ち、アレイの他方の次元
に沿った）検出素子からの信号の組み合わせは外部回路
によって行わなければならない。図４では、検知回路５
０が画像処理器２８に組み込まれており、多数の列から
の信号を組み合わせる。回路５０によって検出素子を個
別に検出するか、又は２、３若しくは４列に組み合わせ
ることができる。最初の１２行の検出素子４０に対する
検知回路５０の部分が図４に示されている。アレイの隣
接した１２列の群ごとに、この回路部分と同じものが設
けられている。
【００２８】検知回路は一連のモジュール５１、５２、
５３及び５４を含んでいる。各モジュールはアレイの３
列の出力信号を処理する。第１のモジュール５１は検出
器アレイ２６の列１、５及び９に対する列信号線４
８-1、４８-5及び４８-9に接続されている。第２のモジ
ュール５２は列２、６及び１０に対する列信号線４
８-2、４８-6及び４８-10 に接続されている。同様に、
第３のモジュール５３は列３、７及び１１に対する検出
器アレイの列信号線４８-3、４８-7及び４８-11 に接続
されている。図示された第４のモジュール５４は検出器
アレイの列４、８及び１２に対する列信号線４８-4、４
８-8及び４８-12 に接続されている。
【００２９】各モジュール５１〜５４の内部回路は同一
であるので、第１のモジュール５１に対する回路を詳し
く説明する。列１、５及び９に対する列信号線４８-1、
４８-5及び４８-9はそれぞれ、個別の積分器５６の入力
に接続されている。各積分器５６の出力は、アナログ−
ディジタル変換器（ＡＤＣ）５８内のサンプルホールド
回路に接続されている。アナログ−ディジタル変換器５
８は積分器の出力をサンプリングし、出力をディジタル
形式に変換する。ディジタル化された個別出力は、３組
のデータバッファ６０に記憶される。モジュール５１内
の各組のデータバッファ６０のディジタル出力は、４入
力１出力のマルチプレクサ６２（ＭＵＸＡ）の個別の入
力に接続されている。マルチプレクサ６２の４番目の入
力に対するデータ線は、すべてアース電位に結合されて
おり、数字０を表す入力が与えられる。
【００３０】図示された４つのモジュール５１、５２、
５３及び５４の各々に対するマルチプレクサ６２は、Ｍ
ＵＸ Ａ、ＭＵＸ Ｂ、ＭＵＸ Ｃ及びＭＵＸ Ｄとし
てそれぞれ表されている。モジュール５１〜５４の４つ
のマルチプレクサ６２の出力は、加算回路６４の入力に
接続されており、加算器ブロック内の計算式Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＋Ｄで表されるように、マルチプレクサ出力の和を生ず
る。従って、加算回路６４の出力はモジュールマルチプ
レクサ６２からの信号の和、そして１群の検出器アレイ
の列からの画像信号の組み合わせを表す。
【００３１】図４には示されていないが、検知回路５０
内のマルチプレクサ６２は、その入力線の１つをその出
力線に接続するように各マルチプレクサに指示する検出
器制御器２７からの制御信号を受け取る。１群の４つの
モジュール５１〜５４のそれぞれの４つのマルチプレク
サＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに印加される制御信号に応じて、検
出素子４０の１、２、３又は４列の出力信号を組み合わ
せて、その群のモジュールに対する加算器６４からの出
力とすることができる。
【００３２】単一の列を選択するために、対応するマル
チプレクサ６２が対応する入力線をその出力線に接続す
るように指示され、４つのモジュール５１〜５４の群に
対する他のマルチプレクサは、それぞれアースされた第
４の入力をそれらのそれぞれの出力線に接続するように
指示される。この動作により加算器６４では、選択され
た列信号と他のマルチプレクサ６２からの零信号との和
が得られる。例えば第２の列のみを選択するために、マ
ルチプレクサＢはその第１の入力をその出力に接続する
ように指示され、マルチプレクサＡ、Ｃ及びＤはそれら
の第４の入力をそれらの出力に接続するように指示され
る。その後、他の指示の組をマルチプレクサ６２に送っ
て、検出器アレイからの他の列信号線の各々からの信号
に順次アクセスすることができる。この技術では、各列
が個別にアドレッシングされているので、画像データの
低減は行われない。
【００３３】この回路で可能な最大量のデータ低減を行
うために、検出器アレイ２６の４つの信号線の画像デー
タが検知回路５０によって組み合わされる。例えば、列
１〜４の信号を組み合わせるときは、４つのマルチプレ
クサ６２はすべて、それらの第１の入力をそれらの出力
に接続するように指示される。この動作により、列信号
線１、２、３及び４からの信号が加算器６４の入力に印
加され、加算器６４で加算されて加算器出力に送出され
る。次に、他のモジュールバッファ６０からの信号を加
算器６４が順次組み合わせるようにマルチプレクサに送
出される方向を変えることによって、検出器アレイ２６
の４列の各隣接群を順次処理することができる。
【００３４】上述の説明から、当業者はどのように検知
回路５０を用い、又、マルチプレクサ６２に指示してア
レイの隣接する対又は３つの列ずつの検出素子を組み合
わせることにより、データ低減を行えることも容易に理
解することができよう。
【００３５】図４に開示された回路では、検出器アレイ
２６からの列信号線４８-1〜４８-mの各々に対して、個
別のアナログ−ディジタル変換器５８が用いられてい
る。この場合、比較的遅いディジタル化速度の変換器を
用いることができるという利点はあるが、比較的多数の
変換器を必要とする。代替案として、ディジタル化の前
にデータを組み合わせてアナログ−ディジタル変換器の
数を減少させることもできる。しかしながら、この代替
案では、より高速の変換器を用いなければならなくな
り、アナログ組み合わせ回路への電子雑音の導入の可能
性が増大する。
【００３６】このような代替案の検知回路７０の例が図
５に示されている。図４の検知回路５０のもとの実施例
と同様に、代替回路７０は検出器アレイの１２列に対し
て示されており、アレイの隣接した１２列の各群に対し
て、この回路部分と同じものが設けられている。信号検
知回路７０のこの部分は、図の破線で示すように、４つ
のモジュール７１、７２、７３及び７４によって形成さ
れている。モジュール７２〜７４は、個別の積分器７６
に接続されている３つの列信号線に接続されている。各
モジュール内の３つの積分器７６の出力は、アナログの
４入力１出力マルチプレクサ７７の個別の入力に接続さ
れている。アナログマルチプレクサ７７の第４の入力
は、零電位入力を供給するためにアース電位に結合され
ている。各マルチプレクサ７７は、その出力を検出器ア
レイからの３つの入力信号のいずれかに、又はアースさ
れた入力に設定することができる。４つのマルチプレク
サＭＵＸ Ａ、ＭＵＸ Ｂ、ＭＵＸ Ｃ及びＭＵＸ Ｄ
からの出力が、次に加算増幅器７８で組み合わされる。
４つのモジュール７１〜７４の出力信号の和は、アナロ
グ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）８０でディジタル化さ
れ、その結果はディジタルバッファ８２に記憶される。
図５には検出器制御器２７も示されており、検出器制御
器２７は、図に示すように検知回路７０に制御信号を供
給する。
【００３７】図４で検知回路５０の動作について述べた
のと同様にして、各モジュール７１〜７４内のマルチプ
レクサ７７は、指示されて各列信号線に個別にアクセス
するか、又は列信号線を２つずつ、３つずつ、若しくは
４つずつ組み合わせることにより所望の程度までデータ
低減を行う。
【００３８】Ｘ線システムに患者を位置決めするとき、
主に関心のある患者の身体の領域が通常、Ｘ線システム
の視野の中心に配置される。従って、Ｘ線画像の中心の
画素がそのシステムを使用する医療従事者にとって最も
重要なものとなる。画像の中心の画質を最高にするため
に、本発明は、ホトダイオードの予備充電から、検出器
アレイ２６の中心の画素の行が電荷読み出しのために走
査されるまでの経過時間を最小限にする。これは、先ず
中心行を検知し、アレイの中心から次第に離れる向きに
中心の両側の列を交互に順次選択することにより行われ
る。これは中心の画素に対する経過時間を最小限にす
る。
【００３９】図２及び図３に示す検出器アレイの２つの
実施例の各々に対して、又、異なるデータ低減の程度に
対して検出素子の行を選択するシーケンスが、後記の表
に記載してある。
【００４０】例えば図２に示す光検出器アレイに対し
て、表１は、検出器制御器２７が行選択線４６-1〜４６
-nの各々を駆動することにより、個々のホトダイオード
４２の電荷を読み出すシーケンスを示している。表に示
すように、第１の読み出し周期の間に、検出器制御器２
７は検出器アレイの中心のｎ／２と表された行選択線に
正電圧（Ｖon）を印加する。これにより、この中心行の
それぞれのホトダイオードの電荷を対応する列信号線４
８-1〜４８-mで読み出すことができる。この例では、デ
ータ低減は行われないので、検出器制御器２７によって
一度に１行のみが選択される。画像処理器２８内の検知
回路が各ダイオードの残留電荷を測定するために十分な
時間が経過した後、検出器制御器２７は中心行選択線ｎ
／２に負電圧からＶoff を差し引いた電圧を印加する。
【００４１】次に検出器制御器は、次の行選択線に正電
圧Ｖonを印加することにより、行（ｎ／２）＋１と表さ
れる中心行のすぐ隣りの１つの行選択線を選択する。そ
の行のホトダイオードの電荷が検知されれば、検出器制
御器は（ｎ／２）＋１の行選択線に−Ｖoff 電圧を印加
する。次に、検出器制御器２７は（ｎ／２）−１と表さ
れる中心行の他方の側の行選択線を選択し、同様にして
その線に電圧を印加することにより、行のホトダイオー
ドの電荷を検知する。
【００４２】表１に示すように、（ｎ／２）＋２及び
（ｎ／２）−２と表される選択された次の２行は、アレ
イの中心から更に離れた２行である。最終的に第１及び
最後の行が電荷検知のため選択されるまで、この行選択
のシーケンスが継続する。
【００４３】光検出器電荷の読み出しの際にデータ低減
手法を適用しなければならないときは、所望のデータ低
減の程度に応じて、複数の行選択線を同時にターンオン
する。
【００４４】表２に示すように、各読み出し周期の間に
検出器アレイ２６の２行を選択することによってデータ
を低減する。第１の読み出し周期の間に、検出器制御器
２７は検出器アレイ２６の中心行（ｎ／２）と、１つの
隣接行（ｎ／２）−１とを選択する。２行が選択された
ときに、アレイの各列の２つのホトダイオードの電荷が
対応する信号線４８に印加されるので、これらの線４８
の各々の線の信号は、２つの光検出器位置４２の電荷を
表す。各行対を読み出しているときに、図４の検知回路
が動作して、前に述べたように検出器アレイ２６の隣接
列対からの信号を組み合わせる。これらの組み合わされ
た信号を更に処理してモニタ３２に表示し、装置３０に
記憶する（図１を参照）。
【００４５】表２に示すデータ低減手法の第１の読み出
し周期の完了時に、光検出器アレイ２６の中央の一方の
側のもう１つの隣接行対が選択され、それらの電荷が組
み合わさるように同時に読み出される。第３の読み出し
周期では、光検出器アレイ２６の中央の反対側の次の行
対が検出器制御器２７によって選択され、それらの行選
択線が駆動される。読み出し過程は継続され、検出器制
御器２７はアレイの中央の両側に交互に、且つ中央から
順次離れてゆく光検出器アレイの隣接行対を選択する。
最後に、第１及び第２の行が選択され、それらの電荷が
読み出され、その後、最終読み出し周期で最後の行及び
終わりから２番目の行が選択されて読み出される。表１
と表２とを比較すると明らかなように、行対を同時に読
み出す後者の例のデータ低減手法では、光検出器アレイ
の各位置を個別に読み出す表１の例と比較して、読み出
し周期数が半分となる。
【００４６】同様なデータ低減手法が表３及び表４に示
されている。表３は３つずつの行の同時読み出しによ
り、又、図４に示す検知回路５０で３つずつ列を同様に
組み合わせることによりデータを低減する読み出し方式
に関するものである。表４に示す手法でデータを更に低
減することもできる。表４では各読み出し周期の間に４
つずつ行選択線４６を同時に駆動することにより、４つ
ずつ行が同時に読み出される。
【００４７】表５〜表８は図３に示す光検出器アレイと
共に使用される読み出し手法を示す。図３では、光検出
素子４０の各列が半分に分割されており、上側の光素子
群が下側の検出素子群からの個別列信号線に接続されて
いる。この光検出器アレイの構造では、検出素子を個別
に読み出さなければならないとき、アレイの上半分の行
と、下半分の行とが同時に読み出される。表５に示すよ
うに第１の読み出し周期の間に、アレイの中心にある２
つの行（ｎ／２）及び（ｎ／２）＋１が検出器制御器２
７によって選択される。次の読み出し周期の間に、アレ
イの中心の両側の次の隣接した行（ｎ／２）−１及び
（ｎ／２）＋２が選択される。最後の読み出し周期で第
１の行及び最後の行が選択されるまで、この選択は継続
する。
【００４８】図３の検出器アレイから読み出されるデー
タを低減しなければならないとき、各読み出し周期の間
にアレイの上部及び下部の双方の２行を読むことができ
る。このデータ低減手法に対する行読み出しが表６に示
されている。同様に、この検出器アレイのデータを更に
低減しなければならないときには、検出器アレイ２６の
上部及び下部の双方の３行が検出器アレイ２７によって
同時に読み出され、表７に示すように、各読み出し周期
の間に６つずつ行選択線が駆動される。表８は図３の検
出器アレイからのデータを更に低減しなければならない
ときの読み出し方式を示す。この場合、検出器制御器２
７によって８行が同時に駆動される。これらの行のうち
の４行が検出器アレイ２６の上半分にあり、他の４行が
下半分にある。
【００４９】
【表１】表１ 図２の実施例において個別のＸ線検知素子を検知するた
めの行選択シーケンス。
【００５０】
【００５１】
【表２】表２ 図２の実施例において行対ずつまとめられたＸ線検出素
子を検知するための行選択シーケンス。
【００５２】
【００５３】
【表３】表３ 図２の実施例において３行ずつまとめられたＸ線検出素
子を検知するための行選択シーケンス。
【００５４】 読み出し周期 選択される行 1 (n/2),(n/2)-1,(n/2)-2 ２ (n/2)+1,(n/2)+2,(n/2)+3 ３ (n/2)-3,(n/2)-4,(n/2)-5 ４ (n/2)+4,(n/2)+5,(n/2)+6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ (n/3)-1 3,2,1 (n/3) n-2,n-1,n
【００５５】
【表４】表４ 図２の実施例において４行ずつまとめられたＸ線検出素
子を検知するための行選択シーケンス。 読み出し周期 選択される行 １ (n/2),(n/2)-1,(n/2)-2,(n/2)-3 ２ (n/2)+1,(n/2)+2,(n/2)+3,(n/2)+4 ３ (n/2)-4,(n/2)-5,(n/2)-6,(n/2)-7 ４ (n/2)+5,(n/2)+6,(n/2)+7,(n/2)+8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ (n/4)-1 4,3,2,1 (n/4) n-3,n-2,n-1,n
【００５６】
【表５】表５ 図３の実施例においてＸ線検出素子を個別に検知するた
めの行選択シーケンス。
【００５７】
【表６】表６ 図３の実施例において行対ずつまとめられたＸ線検出素
子を検知するための行選択シーケンス。 読み出し周期 選択される行 １ (n/2),(n/2)-1,(n/2)+1,(n/2)+2 ２ (n/2)-2,(n/2)-3,(n/2)+3,(n/2)+4 ３ (n/2)-4,(n/2)-5,(n/2)+5,(n/2)+6 ４ (n/2)-6,(n/2)-7,(n/2)+7,(n/2)+8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ (n/4)-1 4,3,n-3,n-2 (n/4) 2,1,n-1,n
【００５８】
【表７】表７ 図３の実施例において３行ずつまとめられたＸ線検出素
子を検知するための行選択シーケンス。 読み出し周期 選択される行 １ (n/2),(n/2)-1,(n/2)-2,(n/2)+1,(n/2)+2,(n/2)+3 ２ (n/2)-3,(n/2)-4,(n/2)-5,(n/2)+4,(n/2)+5,(n/2)+6 ３ (n/2)-6,(n/2)-7,(n/2)-8,(n/2)+7,(n/2)+8,(n/2)+9 ４ (n/2)-9,(n/2)-10,(n/2)-11,(n/2)+10,(n/2)+11,(n/2)+12 ・ ・ ・ ・ ・ ・ (n/6)-1 6,5,4,n-5,n-4,n-3 (n/6) 3,2,1,n-2,n-1,n
【００５９】
【表８】表８ 図３の実施例において４行ずつまとめられたＸ線検出素
子を検知するための行選択シーケンス。この表の各行
は、異なる読み出し周期を表す。 読み出し周期 選択される行 １ (n/2),(n/2)-1,(n/2)-2,(n/2)-3,(n/2)+1,(n/2)+2, (n/2)+3,(n/2)+4 ２ (n/2)-4,(n/2)-5,(n/2)-6,(n/2)-7,(n/2)+5,(n/2)+6, (n/2)+7,(n/2)+8 ・ ・ ・ ・ ・ ・ (n/8)-1 8,7,6,5,n-7,n-6,n-5,n-4 (n/8) 4,3,2,1,n-3,n-2,n-1,n
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いたＸ線蛍光透視システムのブロッ
ク図である。
【図２】図１のシステムの画像検出器アレイの概略回路
図である。
【図３】図１のシステムに対する代替の画像検出器アレ
イの概略回路図である。
【図４】検出器アレイからの画素信号を処理するための
ディジタルデータ低減回路を示すブロック図である。
【図５】代替のアナログデータ低減回路を示すブロック
図である。
【符号の説明】
２６ 光検出器アレイ ２７ 検出器制御器 ４２ ホトダイオード ４４ トランジスタ ４６ 行選択線 ４７ 第１群の共通の信号線 ４８ 列信号線 ４９ 第２群の共通の信号線 ５６、７６ 積分器 ５８、８０ アナログ−ディジタル変換器 ６２、７７ マルチプレクサ ６４ 加算器 ７８ 加算増幅器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−41440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127657（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−20952（ＪＰ，Ａ)

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 行列形式で設けられた光検出器のアレイ
    から画像データを読み出す方法であって、 （ａ） 前記アレイの実質的に中心にある少なくとも１
    行の前記光検出器からの信号を検知する工程と、 （ｂ） 工程（ａ）で信号が検知された行の一方の側に
    ある少なくとも１行の前記光検出器からの信号を検知す
    る工程と、 （ｃ） 工程（ａ）で信号が検知された行の他方の側に
    ある少なくとも１行の前記光検出器からの信号を検知す
    る工程と、 （ｄ） すべての行の前記光検出器からの信号が検知さ
    れるまで工程（ｂ）及び（ｃ）を反復する工程とを備え
    た行列形式で設けられた光検出器のアレイから画像デー
    タを読み出す方法。
  2. 【請求項２】 工程（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において
    単一の行の光検出器からの信号が検知され、工程（ｂ）
    及び（ｃ）において信号が検知される各行が、前に検知
    された光検出器の行に隣接している請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 互いに隣接している第１の複数の行の前
    記光検出器からの信号が、工程（ａ）、（ｂ）及び
    （ｃ）において同時に検知される請求項１に記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 工程（ｂ）及び（ｃ）において信号が検
    知される第１の複数の行の各々が、前に信号が検知され
    た光検出器の行に隣接している請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記光検出器からの信号を検知している
    ときはいつでも、第２の複数の隣接した列の前記光検出
    器から検知される信号を組み合わせる工程を更に含んで
    いる請求項３に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記第１の複数と前記第２の複数との比
    は、前記アレイの行数と列数との比と実質的に同じであ
    る請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 工程（ｂ）及び（ｃ）は、同時に実行さ
    れる請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 ｍ及びｎを整数としてｎ行ｍ列に設けら
    れた個別の光検出器を有しており、各列の前記光検出器
    の少なくとも一部がスイッチ手段により共通の列出力線
    に接続されている検出器アレイから画像データを読み出
    す方法であって、 （ａ） 前記検出器アレイの中心にある最初の行群の前
    記光検出器からの信号を前記列出力線に印加する工程
    と、 （ｂ） 前記最初の行群の一方の側にある行群の前記光
    検出器からの信号を前記列出力線に印加する工程と、 （ｃ） 前記最初の行群の他方の側にある行群の前記光
    検出器からの信号を前記列出力線に印加する工程と、 （ｄ） すべての行の前記光検出器からの信号が前記列
    出力線に印加されるまで工程（ｂ）及び（ｃ）を反復す
    る工程とを備えた検出器アレイから画像データを読み出
    す方法。
  9. 【請求項９】 工程（ｂ）及び（ｃ）においてそれらか
    ら信号を印加する前記光検出器の行群は、前にそれから
    信号を印加した行群に隣接している請求項８に記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 ｑ個の列出力線の群からの信号をｍ／
    ｑ個の組み合わせ出力信号に組み合わせる工程を更に含
    んでいる請求項８に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ｐを整数として、各群がｐ行の光検出
    器で構成されており、ｐ個の列出力線の群からの信号を
    ｍ／ｐ個の組み合わせ出力信号に組み合わせる工程を更
    に含んでいる請求項８に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレ
    イであって、各列の少なくとも一部の前記光検出器が選
    択手段によりその列に対する個別の出力線に接続されて
    いる光検出器のアレイから画像データを読み出す方法で
    あって、 （ａ） 前記選択手段を駆動して、ｐ行の群の前記光検
    出器からの信号を前記出力線に同時に印加する工程と、 （ｂ） ｑ個の出力線の群からの信号を加算して組み合
    わせることによりそれぞれが発生される複数の組み合わ
    せ出力信号を発生する工程と、 （ｃ） 前記検出器アレイの他の行群に対して工程
    （ａ）及び（ｂ）を反復する工程とを備えており、 ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、整数であり、ｐ及びｑはいずれ
    も、１よりも大きい光検出器のアレイから画像データを
    読み出す方法。
  13. 【請求項１３】 ｍはｎに等しく、ｐはｑに等しい請求
    項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 工程（ａ）が初めて実行されるとき
    に、前記行群は前記アレイの中心に最も近く、その後工
    程（ａ）が実行されるたびごとに、前記行群は前記アレ
    イの中心から順次離れてゆく請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 工程（ａ）が初めて実行されるとき
    に、前記行群は前記アレイの中心に最も近く、その後工
    程（ａ）が実行されるたびごとに、前記群内の行は前記
    アレイの中心の両側から交互に選択される請求項１２に
    記載の方法。
  16. 【請求項１６】 ｎ行ｍ列に設けられた光検出器のアレ
    イであって、各列の光検出器は、スイッチ手段によりそ
    の列に対する個別の出力線に接続されており、ｍ、ｎ、
    ｐ及びｑが整数、ｐ及びｑがいずれも１よりも大きいと
    して、前記ｎ行はｐ行の群に分割されており、前記列出
    力線はｑ個の出力線の群に分割されている、光検出器の
    アレイと、 １つの行群の前記光検出器からの信号を一度に前記出力
    線に同時に印加するように、前記スイッチ手段を順次駆
    動する手段と、 各群の出力線からの信号を組み合わせ出力信号に組み合
    わせる手段とを備えた画像検出器システム。
  17. 【請求項１７】 前記組み合わせる手段は、 各々の列出力線の信号を積分する個別の手段と、 各群の列出力線の数ｑを選択的に画定する手段と、 該画定手段に応答して、前記組み合わせ出力信号を発生
    するように、隣接したｑ個の出力線の各群に関連した前
    記積分する手段からの信号を加算する手段とを含んでい
    る請求項１６に記載の画像検出器システム。
  18. 【請求項１８】 前記組み合わせる手段は、前記組み合
    わせ出力信号の各々をディジタル化する手段を含んでい
    る請求項１７に記載の画像検出器システム。
  19. 【請求項１９】 前記組み合わせる手段は、 各々の列出力線の信号を積分する個別の手段と、 該積分する手段の各々からの積分信号をディジタル化す
    る手段と、 各群の列出力線の数ｑを選択的に画定する手段と、 該画定手段に応答して、前記組み合わせ出力信号を発生
    するように、隣接したｑ個の出力線の各群に関連した前
    記ディジタル化手段からの信号を加算する手段とを含ん
    でいる請求項１６に記載の画像検出器システム。
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