УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВОМ И СИСТЕМОЙ И ПРОГРАММА Российский патент 2014 года по МПК G06T1/00 H04N5/32 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству формирования изображений, устройству формирования радиационных изображений, системе формирования изображений, способу управления устройствами и системой и программе. Более точно, настоящее изобретение относится к устройству формирования изображений, используемому в системе формирования радиационных изображений, системе формирования изображений, способу управления устройством и системой и программе, которая предпочтительно используется при захвате неподвижных изображений, таких как фотография, и записи кинофильмов, таких как рентгеноскопия, в медицинской диагностике. В вариантах осуществления настоящего изобретения излучение включает в себя не только альфа-лучи, бета-лучи и гамма-лучи, которые являются пучками, созданными из частиц (в том числе, фотонов), испускаемых вследствие радиационного разрушения, но также лучи, такие как рентгеновское излучение, пучки частиц и космические лучи, имеющие энергии, по меньшей мере, такого же уровня, как у альфа-лучей, бета-лучей и гамма-лучей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы устройства формирования радиационных изображений с использованием плоскопанельных детекторов (в дальнейшем кратко обозначенных как FPD), изготовленных из полупроводниковых материалов, вошли в практическое применение в качестве устройств захвата изображения, используемых в диагностике медицинских изображений и неразрушающих испытаний с использованием рентгеновского излучения. Такие устройства формирования радиационных изображений используются в качестве цифровых устройств формирования изображений для захвата неподвижного изображения, такого как фотография, и записи кинофильмов, например, таких как рентгеноскопия, в диагностике медицинских изображений.

Произвольное переключение областей (размеров поля зрения), где выполняется считывание посредством FPD, обсуждено в таких устройствах формирования радиационных изображений, как раскрытые в Патентной литературе 1 и 2.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

PTL 1: Выложенная патентная заявка Японии, № 11-128213

PTL 2: Выложенная патентная заявка Японии, № 11-318877

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Однако, когда области расширяются в результате переключения, области, где выполняется сканирование посредством FPD, отличаются от областей, где сканирование посредством FPD не выполняется, по чувствительности пикселей и/или выходным сигналам темнового периода. Соответственно, ложное изображение (отличие уровня), зависящее от области считывания (области сканирования), может возникать в изображении, которое захватывается, и вызывать снижение качества изображения.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Настоящее изобретение обеспечивает устройство формирования изображений и систему формирования изображений, способные к уменьшению отличия уровня, которое может возникать в захваченном изображении и которое зависит от области сканирования, для предотвращения значительного снижения качества изображения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения устройство формирования изображений включает в себя детектор, в котором множество пикселей, каждый из которых включает в себя преобразовательный элемент, который преобразует излучение или свет в электрический заряд, скомпонованы в форме матрицы, и который выполняет операцию захвата изображения для вывода данных изображения, соответствующих испускаемому излучению или свету; и блок управления, сконфигурированный для управления операциями, включающими в себя операцию детектора по захвату изображения. Операция захвата изображения включает в себя первую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется в первой области сканирования, соответствующей части множества пикселей, для вывода данных изображения в первой области сканирования, и вторую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется во второй области сканирования, большей, чем первая область сканирования, для вывода данных изображения во второй области сканирования. Блок управления побуждает детектор выполнять операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента в течение периода между первой операцией захвата изображения и второй операцией захвата изображения в соответствии с переключением с первой области сканирования на вторую область сканирования.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения радиационная система формирования изображений включает в себя устройство формирования изображений; устройство генерации излучения, сконфигурированное для испускания излучения, которым облучается устройство формирования изображений, и устройство управления, которое управляет устройством формирования изображений и устройством генерации излучения.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения способ управления устройством формирования изображений, которое включает в себя детектор, в котором множество пикселей, каждый из которых включает в себя преобразовательный элемент, который преобразует излучение или свет в электрический заряд, скомпонованы в форме матрицы, и который выполняет операцию захвата изображения для вывода данных изображения, соответствующих испускаемому излучению или свету; и которое управляет операциями, включающими в себя операцию детектора по захвату изображения, причем способ включает в себя первую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется в первой области сканирования, соответствующей части множества пикселей, для вывода данных изображения в первой области сканирования; операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента в течение периода после первой операции захвата изображения в соответствии с командой переключиться с первой области сканирования на вторую область сканирования, большую, чем первая область сканирования; и вторую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется во второй области сканирования после операции инициализации, для вывода данных изображения во второй области сканирования.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения программа побуждает компьютер управлять устройством формирования изображений, которое включает в себя детектор, в котором множество пикселей, каждый из которых включает в себя преобразовательный элемент, который преобразует излучение или свет в электрический заряд, скомпонованы в форме матрицы, причем детектор выполняет операцию захвата изображения для вывода данных изображения, соответствующих испускаемому излучению или свету, и которое управляет операциями, включающими в себя операцию детектора по захвату изображения. Программа побуждает компьютер выполнять первую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется в первой области сканирования, соответствующей части множества пикселей, для вывода данных изображения в первой области сканирования; операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента в течение периода после первой операции захвата изображения в соответствии с командой переключиться с первой области сканирования на вторую область сканирования, большую, чем первая область сканирования; и вторую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется во второй области сканирования после операции инициализации, для вывода данных изображения во второй области сканирования.

ПОЛЕЗНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению операция возбуждения детектора обеспечивает возможность уменьшения ложного изображения (отличию уровня), которое может возникать в захваченном изображении и которое зависит от области сканирования, для предотвращения значительного снижения качества изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - принципиальная структурная схема системы формирования изображений, включающей в себя устройство формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - принципиальная эквивалентная схема устройства формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - блок-схема последовательности операций, показывающая пример всей работы устройства формирования изображений и системы формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4A - временная диаграмма, иллюстрирующая пример всей работы устройства формирования изображений и системы формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4B - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода A-A' на Фиг.4A.

Фиг.4C - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода B-B' на Фиг.4A.

Фиг.4D - временная диаграмма работы устройства формирования изображений в течение периода C-C^' на Фиг.4A.

Фиг.5A - временная диаграмма, иллюстрирующая примерную операцию переключения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5B - временная диаграмма, иллюстрирующая еще одну примерную операцию переключения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5C - временная диаграмма, иллюстрирующая еще одну примерную операцию переключения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5D - временная диаграмма, иллюстрирующая еще одну примерную операцию переключения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5E - график характеристик величины отличия уровня относительно времени.

Фиг.6A - принципиальная эквивалентная схема устройства формирования изображений согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6B - еще одна принципиальная эквивалентная схема устройства формирования изображений согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7A - временная диаграмма, иллюстрирующая всю работу устройства формирования изображений и системы формирования изображений согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7B - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода A-A' на Фиг.7A.

Фиг.7C - временная диаграмма, иллюстрирующая еще один пример работы устройства формирования изображений в течение периода B-B' на Фиг.7A.

Фиг.7D - временная диаграмма, иллюстрирующая еще один пример работы устройства формирования изображений в течение периода C-C' на Фиг.7A.

Фиг.8A - временная диаграмма, иллюстрирующая примерную операцию переключения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8B - временная диаграмма, иллюстрирующая еще одну примерную операцию переключения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8C - временная диаграмма, иллюстрирующая примерную операцию восстановления согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно в материалах настоящей заявки со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Первый вариант осуществления

Фиг.1 - принципиальная структурная схема системы формирования радиационных изображений, включающей в себя устройство формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на Фиг.1, радиационная система формирования изображений включает в себя устройство 100 формирования изображений, управляющий компьютер 108, устройство 109 управления излучением, устройство 110 генерации излучения, устройство 113 отображения и консоль 114.

Устройство 100 формирования изображений включает в себя FPD 104, включающий в себя блок 101 детектирования, схему 102 возбуждения и схему 103 считывания. Блок 101 детектирования включает в себя многочисленные пиксели, каждый из которых преобразует излучение или свет в электрический сигнал. Схема 102 возбуждения возбуждает блок 101 детектирования. Схема 103 считывания выводит электрический сигнал, подаваемый из блока 101 детектирования, который направляется в качестве данных изображения. Устройство 100 формирования изображений дополнительно включает в себя блок 105 обработки сигналов, который обрабатывает данные изображения, подаваемые из FPD 104, чтобы выводить данные изображения, подвергнутые обработке, блок 106 управления, который подает сигнал управления на каждый компонент для управления работой FPD 104, и блок 107 источника питания, который подает напряжение смещения на каждый компонент. Блок 105 обработки сигналов принимает сигнал управления из управляющего компьютера 108, описанного ниже, для подачи принятого сигнала управления в блок 106 управления. Блок 106 управления управляет схемой 102 возбуждения, так что переключение, по меньшей мере, между двумя областями сканирования выполняется в ответ на сигнал управления, принятый из управляющего компьютера 108, описанного ниже. Схема 102 возбуждения сконфигурирована, чтобы быть способной к переключению между областями сканирования в ответ на сигнал управления, принятый из блока 106 управления.

Согласно первому варианту осуществления блок 106 управления имеет функцию переключения между первой областью A сканирования и второй областью B сканирования. В первой области A сканирования в вариантах осуществления настоящего изобретения часть многочисленных пикселей сканируется схемой 102 возбуждения. Например, когда сумма количества пикселей равна приблизительно 2800 строк на приблизительно 2800 столбцов, приблизительно 1000 строк на приблизительно 2800 столбцов пикселей сканируются схемой 102 возбуждения. Во второй области B сканирования в вариантах осуществления настоящего изобретения сканируются пиксели в пределах области, большей, чем у первой области A сканирования, например все пиксели. Блок 107 источника питания включает в себя схему источника питания, такую как стабилизатор, которая принимает напряжение из внешнего источника питания или встроенной батареи (не показана), чтобы подавать напряжение, необходимое в блоке 101 детектирования, схеме 102 возбуждения и схеме 103 считывания.

Управляющий компьютер 108 выполняет синхронизацию между устройством 110 генерации излучения и устройством 100 формирования изображений, передачу сигналов управления для определения состояния устройства 100 формирования изображений и обработки изображений для коррекции, сохранения и/или отображения данных изображения из устройства 100 формирования изображений. В дополнение, управляющий компьютер 108 передает сигналы управления для определения условий испускания излучения на основе информации с консоли 114 в устройство 109 управления излучением.

Устройство 109 управления излучением управляет работой для испускания излучения из источника 111 излучения, включенного в устройство 110 генерации излучения, и работой механизма 112 ограничения поля излучения в устройстве 110 генерации излучения в ответ на сигналы управления, принятые из управляющего компьютера 108. Механизм 112 ограничения поля излучения имеет функцию изменения определенного поля излучения, которое облучается излучением или светом, соответствующим излучению, и которое находится в блоке 101 детектирования в FPD 104. Консоль 114 используется оператором для ввода информации об объекте и условиях захвата изображения, которые используются в качестве параметров в многообразии управления в управляющем компьютере 108, и передает информацию и условия захвата изображения в управляющий компьютер 108. Устройство 113 отображения отображает данные изображения, подвергнутые обработке изображения в управляющем компьютере 108.

Фиг.2 - принципиальная эквивалентная схема устройства формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Идентичные номера ссылок используются на Фиг.2 для идентификации одинаковых компонентов, показанных на Фиг.1. Подробное описание таких компонентов здесь опущено. Устройство формирования изображений на Фиг.2 включает в себя FPD, включающий в себя условно n строк на m столбцов пикселей, где каждое из n и m является целым числом, которое равно или больше чем два. Устройство формирования изображений, практически, включает в себя некоторое количество пикселей, которое является большим, чем n строк на m столбцов. Например, 17-дюймовое устройство формирования изображений включает в себя приблизительно 2800 строк на приблизительно 2800 столбцов пикселей.

Блок 101 детектирования включает в себя многочисленные пиксели, которые скомпонованы в форме матрицы. Каждый пиксель имеет преобразовательный элемент 201, который преобразует излучение или свет в электрический заряд, и элемент 202 переключения, который выводит электрический сигнал, соответствующий электрическому заряду. В первом варианте осуществления PIN-фотодиод, который скомпонован на изолирующей подложке, такой как стеклянная подложка, и который, в основном, выполнен из материала аморфного кремния, используется в качестве фотоэлектрического преобразователя, преобразующего свет, которым облучается преобразовательный элемент, в электрический заряд. Преобразовательный элемент непрямого преобразования, снабженный преобразователем длины волны на стороне падения излучения вышеприведенного фотоэлектрического преобразователя, или преобразовательный элемент прямого преобразования, прямо преобразующий излучение в электрический заряд, предпочтительно используется в качестве преобразовательного элемента 201. Преобразователь длины волны преобразует излучение в свет в пределах диапазона волн, который может детектироваться фотоэлектрическим преобразователем.

Транзистор, имеющий управляющий терминал и два основных терминала, предпочтительно используется в качестве элемента 202 переключения. Тонкопленочный транзистор (TFT) используется в качестве элемента 202 переключения в первом варианте осуществления. Один электрод преобразовательного элемента 201 электрически присоединен к одному из двух основных терминалов элемента 202 переключения, а другой электрод преобразовательного элемента 201 электрически присоединен к источнику 107a питания смещения через общую линию Bs смещения. Управляющие терминалы многочисленных элементов переключения в направлении строки, например, элементы переключения с T11 по T1m обычно электрически присоединены к линии G1 возбуждения первой строки. Сигнал возбуждения для управления состоянием проводимости элемента переключения подается из схемы 102 возбуждения на элементы переключения в каждой строке через линию возбуждения.

Схема 102 возбуждения управляет состоянием проводимости и непроводимости элементов 202 переключения для каждой строки, чтобы сканировать пиксели по каждой строке. Область сканирования в вариантах осуществления настоящего изобретения означает область, где схема 102 возбуждения сканирует пиксели для каждой строки вышеприведенным образом. Хотя n строк на m столбцов пикселей условно показаны на Фиг.2, приблизительно 1000 строк на приблизительно 2800 столбцов пикселей практически сканируются схемой 102 возбуждения в качестве первой области A сканирования, когда сумма количества пикселей, например, равна приблизительно 2800 строк на приблизительно 2800 столбцов. Оставшийся основной терминал каждого из многочисленных элементов переключения в направлении столбца, например элементы переключения с T11 по Tn1 электрически присоединены к сигнальной линии Sig1 первого столбца. Электрический сигнал, соответствующий электрическому заряду преобразовательного элемента, подается в схему 103 считывания через сигнальную линию, в то время как элемент переключения находится в проводящем состоянии. Электрические сигналы, выводящиеся с многочисленных пикселей, передаются в схему 103 считывания параллельно через многочисленные сигнальные линии с Sig1 по Sigm, скомпонованные в направлении столбца.

Схема 103 считывания включает в себя усилительную схему 207 для каждой сигнальной линии. Усилительная схема 207 усиливает каждый из электрических сигналов, выводящихся параллельно из блока 101 детектирования. Усилительная схема 207 включает в себя интегрирующий усилитель 203, который усиливает выходной электрический сигнал, регулируемый усилитель 204, который усиливает электрический сигнал из интегрирующего усилителя 203, схему 205 выборки и хранения, которая осуществляет выборку и хранение усиленного электрического сигнала, и буферный усилитель 206.

Интегрирующий усилитель 203 включает в себя операционный усилитель, который усиливает считанный электрический сигнал и выводит усиленный электрический сигнал, интегрирующий конденсатор и переключатель сброса. Интегрирующий усилитель 203 способен к изменению значения интегрирующего конденсатора для изменения коэффициента усиления. Выходной электрический сигнал подается на вход инвертирующего входного терминала операционного усилителя, опорное напряжение Vref подается из опорного источника 107b питания на вход неинвертирующего входного терминала операционного усилителя, а усиленный электрический сигнал выводится с выходного терминала операционного усилителя. Интегрирующий конденсатор скомпонован между инвертирующим входным терминалом и выходным терминалом операционного усилителя. Схема 205 выборки и хранения обеспечена для каждой усилительной схемы и включает в себя переключатель проведения выборки и конденсатор проведения выборки. Схема 103 считывания дополнительно включает в себя мультиплексор 208, который последовательно выводит электрические сигналы, считанные параллельно с усилительной схемы 207, в качестве последовательного сигнала изображения, и буферный усилитель 209, который выполняет преобразование полного сопротивления в отношении сигнала изображения, чтобы выводить сигнал изображения, подвергнутый преобразованию полного сопротивления. Сигнал Vout изображения, который является аналоговым электрическим сигналом, выводящимся из буферного усилителя 209, преобразуется в цифровые данные изображения в аналого-цифровом (A/D) преобразователе 210, и цифровые данные изображения подаются в блок 105 обработки сигналов на Фиг.1. Данные изображения, обработанные блоком 105 обработки сигналов на Фиг.1, передаются в управляющий компьютер 108.

Схема 102 возбуждения подает сигнал возбуждения, включающий в себя напряжение Vcom проводимости, устанавливающее элемент переключения в проводящее состояние, и напряжение Vss непроводимости, устанавливающее элемент переключения в непроводящее состояние, на каждую линию возбуждения в ответ на сигнал управления (D-CLK, OE или DIO), поданный из блока 106 управления на Фиг.1. Схема 102 возбуждения управляет состоянием проводимости и непроводимости элемента переключения с помощью сигнала управления для возбуждения блока 101 детектирования.

Блок 107 источника питания на Фиг.1 включает в себя источник 107a питания смещения и опорный источник 107b питания для усилительной схемы 207, показанной на Фиг.2. Источник 107a питания смещения подает напряжение Vs смещения на другой электрод каждого преобразовательного элемента через линию Bs смещения. Опорный источник 107b питания подает опорное напряжение Vref на неинвертирующий входной терминал каждого операционного усилителя.

Блок 106 управления на Фиг.1 принимает сигналы управления из управляющего компьютера 108 и т.д., извне устройства формирования изображений через блок 105 обработки сигналов и подает сигналы управления на схему 102 возбуждения, блок 107 источника питания и схему 103 считывания для управления работой FPD 104. Блок 106 управления подает сигнал D-CLK управления, сигнал OE управления и сигнал DIO управления на схему 102 возбуждения для управления работой схемы 102 возбуждения. Сигнал D-CLK управления является тактовым сигналом сдвига для сдвигового регистра, используемого в качестве схемы возбуждения, сигнал DIO управления является импульсным сигналом, передаваемым сдвиговым регистром, а сигнал OE управления используется для управления выходной частью сдвигового регистра. Блок 106 управления способен к управлению схемой 102 возбуждения этими сигналами управления для переключения между первой областью A сканирования и второй областью B сканирования. В дополнение, блок 106 управления подает сигнал RC управления, сигнал SH управления и сигнал CLK управления на схему 103 считывания для управления работой каждого компонента в схеме 103 считывания. Сигнал RC управления используется для управления работой переключателя сброса в интегрирующем усилителе 203, сигнал SH управления используется для управления работой схемы 205 выборки и хранения, а сигнал CLK управления используется для управления работой мультиплексора 208.

Пример полной работы устройства формирования изображений и системы формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения далее будет описан со ссылкой на Фиг. 1-3, особенно со ссылкой на Фиг.3. После того как условия облучения определены управляющим компьютером 108 в ответ на операцию от оператора с консолью 114, запускается захват изображения. Объект облучается требуемым излучением, испускаемым из устройства 110 генерации излучения, управляемого устройством 109 управления излучением при определенных условиях облучения. Устройство 100 формирования изображений выводит данные изображения, соответствующие излучению, пропущенному через объект. Выходные данные изображения подвергаются обработке изображений в управляющем компьютере 108 и отображаются в устройстве 113 отображения.

Управляющий компьютер 108 запрашивает оператора, должен ли быть продолжен захват изображения. Если от оператора принята команда не продолжать захват изображения (НЕТ), захват изображения завершается. Если команда продолжить захват изображения принята от оператора (ДА), управляющий компьютер 108 запрашивает оператора, должна ли быть переключена область сканирования. Если от оператора принята команда не переключать область сканирования (НЕТ), управляющий компьютер 108 управляет устройством 109 управления излучением и устройством 110 генерации излучения при условиях захвата изображения, который был определен для облучения объекта излучением, вновь в тех же самых условиях. Если команда переключить область сканирования принята от оператора (ДА), управляющий компьютер 108 определяет область сканирования, на которую должно быть осуществлено переключение. В дополнение, управляющий компьютер 108 подает сигнал управления для побуждения устройства 100 формирования изображений выполнять операцию переключения, подробно описанную ниже, в устройство 100 формирования изображений, и устройство 100 формирования изображений выполняет операцию переключения. После того как операция переключения завершена, управляющий компьютер 108 подает сигнал управления, основанный на определенной области сканирования, в устройство 100 формирования изображений, чтобы побуждать устройство 100 формирования изображений выполнять следующий захват изображения в определенной области сканирования.

Примеры операций устройства формирования изображений и системы формирования изображений согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения будут описаны далее со ссылкой на Фиг. 4A-4D. Со ссылкой на Фиг.4A, при подаче напряжения Vs смещения на преобразовательный элемент 201 устройство 100 формирования изображений выполняет операцию холостого хода в течение периода холостого хода. В операции холостого хода, по меньшей мере, операция K1 инициализации повторяется множество раз, для того чтобы стабилизировать изменение характеристик FPD 104, вызванное началом подачи напряжения Vs смещения. Операция инициализации является операцией приложения начального напряжения смещения к преобразовательному элементу перед операцией накопления для инициализации преобразовательного элемента. В примере на Фиг.4A, пара операции W1 накопления и операция K1 инициализации повторяется множество раз в качестве операции холостого хода.

Фиг.4B - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода A-A' на Фиг.4A. Со ссылкой на Фиг.4B, в операции W1 накопления, напряжение Vss непроводимости прикладывается к элементу 202 переключения с напряжением Vs смещения, приложенным к преобразовательному элементу 201 для установки элементов переключения во всех пикселях в непроводящее состояние. При операции K1 инициализации, интегрирующий конденсатор в интегрирующем усилителе 203 и сигнальная линия сбрасываются переключателем сброса, и напряжение Vcom проводимости прикладывается со схемы 102 возбуждения к линии G1 возбуждения, чтобы установить элементы переключения с T11 по T1m в первой строке в проводящее состояние. Установка элементов переключения в проводящее состояние побуждает инициализироваться преобразовательные элементы. Хотя электрический заряд каждого преобразовательного элемента выводится с соответствующего элемента переключения в качестве электрического сигнала в этом состоянии, никаких данных, соответствующих электрическому сигналу, не выводится из схемы 103 считывания, так как схема выборки и хранения и последующие схемы не задействованы в первом варианте осуществления. Интегрирующий конденсатор и сигнальная линия позже вновь сбрасываются для обработки выходного электрического сигнала. Однако, когда данные должны использоваться для коррекции и т. д., схема выборки и хранения и последующие схемы могут задействоваться некоторым образом, подобно операции вывода изображения или операции вывода темнового изображения, описанным ниже.

Повторение управления состоянием проводимости элемента переключения и сброс с первой строки по n-ю строку заставляет FPD 104 инициализироваться. В операции инициализации переключатель сброса может удерживаться в проводящем состоянии, чтобы продолжать сброс, по меньшей мере, в то время, как элемент переключения находится в проводящем состоянии. Время, когда элемент переключения находится в проводящем состоянии при операции инициализации, может быть более коротким, чем время, когда элемент переключения находится в проводящем состоянии при операции вывода изображения, описанной ниже. В дополнение, элементы переключения на многочисленных строках могут одновременно управляться в операции инициализации. В таких случаях можно сокращать время, требуемое для полной операции инициализации, чтобы быстро стабилизировать изменение характеристик FPD 104. Операция K1 инициализации в первом варианте осуществления выполняется за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции вывода изображения, включенной в операцию рентгеноскопии, сопровождающую операцию холостого хода.

Фиг.4C - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода B-B' на Фиг.4A. После того как операция холостого хода выполнена для установки блока 101 детектирования в состояние, в котором может выполняться захват изображения, устройство 100 формирования изображений выполняет операцию рентгеноскопии, в которой FPD 104 сканируется в первой области A сканирования, в ответ на сигнал управления из управляющего компьютера 108. Операция рентгеноскопии соответствует первой операции захвата изображения. Период, в течение которого устройство 100 формирования изображений выполняет операцию рентгеноскопии, называется периодом рентгеноскопии. В течение периода рентгенографии устройство 100 формирования изображений выполняет операцию W1 накопления, выполняемую за период, соответствующий времени облучения, чтобы побуждать преобразовательный элемент 201 генерировать электрический заряд в ответ на испускаемое излучение, и операцию X1 вывода изображения, в которой данные изображения выводятся на основе электрического заряда, сформированного при операции W1 накопления. Как показано на Фиг.4C, в операции вывода изображения по первому варианту осуществления блок 106 управления подает сигнал D-CLK управления, соответствующий количеству строк, соответствующих второй области сканирования, в схему 102 возбуждения с сигналом OE управления и сигналом DIO управления в состоянии Lo. Соответственно, напряжение Vcom проводимости не подается из схемы 102 возбуждения на линии G1 и G2 возбуждения и, таким образом, первая и вторая строки, соответствующие второй области сканирования, не сканируются. Затем интегрирующий конденсатор и сигнальная линия сбрасываются, и напряжение Vcom проводимости прикладывается из схемы 102 возбуждения к линии G3 возбуждения для установки элементов переключения с T31 по T3m в третьей строке в проводящее состояние.

Как результат, электрический сигнал, основанный на электрическом заряде, сгенерированным в преобразовательных элементах с S31 по S3m в третьей строке, подается на каждую сигнальную линию. Каждый из электрических сигналов, выводящихся параллельно через соответственные сигнальные линии, усиливается в интегрирующем усилителе 203 и переменном усилителе 204 в каждой усилительной схеме 207. Усиленные электрические сигналы удерживаются параллельно в схемах 205 выборки и хранения в соответственных усилительных схемах 207. Схемы 205 выборки и хранения задействуются в ответ на сигнал SH управления. После того как электрические сигналы зафиксированы, интегрирующие конденсаторы и сигнальные линии сбрасываются. После сброса напряжение Vcom проводимости прикладывается к линии G4 возбуждения в четвертой строке как в третьей строке, чтобы установить элементы переключения с T41 по T4m в четвертой строке в проводящее состояние.

В течение периода, в котором элементы переключения с T41 по T4m в четвертой строке установлены в проводящее состояние, мультиплексор 208 последовательно выводит электрические сигналы, удерживаемые в схемах 205 выборки и хранения. В результате электрические сигналы, считанные параллельно с пикселей в третьей строке, преобразуются в последовательный сигнал изображения, и последовательный сигнал изображения выводится. Аналого-цифровой преобразователь 210 преобразует сигнал изображения в данные изображения, соответствующие одной строке, и выводит данные изображения, являющиеся результатом преобразования. Выполнение вышеприведенной операции для каждой строки с третьей строки по n-ю строку побуждает данные изображения, соответствующие одному кадру, выводиться из устройства 100 формирования изображений.

Дополнительно, в первом варианте осуществления устройство 100 формирования изображений выполняет операцию W1 накопления, которая выполняется за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции W1 накопления, чтобы побуждать преобразовательный элемент 201 генерировать электрический заряд в темновом состоянии, в котором облучение не выполняется, и операцию F1 вывода темнового изображения, в которой данные темнового изображения выводятся на основе электрического заряда, сгенерированного при операции W1 накопления.

В операции F1 вывода темнового изображения операция, подобная операции X1 вывода изображения, выполняется в устройстве 100 формирования изображений. Временем накопления называется время, являющееся результатом добавления времени, когда выполняется операция накопления, к времени, получающемуся из вычитания времени, когда каждый элемент переключения находится в проводящем состоянии, из времени, когда выполняется операция вывода изображения. Время, когда каждый элемент переключения находится в проводящем состоянии, называется временем сканирования. Время, когда выполняется один набор операций захвата изображений, включающий в себя операцию накопления, операцию вывода изображения, операцию накопления и операцию вывода темнового изображения, называется временем кадра, а обратная величина времени кадра называется частотой кадров. Хотя пиксели в первой и второй строках не сканируются в первом варианте осуществления, настоящее изобретение не ограничено этими условиями сканирования. Например, все вторые пиксели, соответствующие пикселям в первой и второй строках, могут сканироваться одновременно или вторые пиксели могут сканироваться за период сканирования, который является более коротким, чем у первых пикселей в первой области сканирования. Другими словами, сканирование может выполняться так, что нормальная операция захвата изображения не выполняется в отношении вторых пикселей в течение первой операции захвата изображения. Хотя пиксели во второй области сканирования сканируются один за другим при операции K1 инициализации на Фиг.4B, настоящее изобретение не ограничено этими условиями сканирования, и сканирование может выполняться так же, как и операция X1 вывода изображения.

В ответ на подачу сигнала управления для побуждения устройства 100 формирования изображений выполнять операцию переключения из управляющего компьютера 108 в устройство 100 формирования изображений, наряду с командой переключить область сканирования в периоде рентгеноскопии, устройство 100 формирования изображений выполняет операцию переключения. Более точно, блок 106 управления подает сигналы управления в схему 102 возбуждения и схему 103 считывания в ответ на сигнал управления из управляющего компьютера 108, чтобы побуждать FPD 104 выполнять операцию переключения. Период, когда FPD 104 выполняет операцию переключения, называется периодом операции переключения. Операция переключения будет подробно описана ниже со ссылкой на Фиг. 5A-5E.

Фиг.4D - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода C-C' на Фиг.4A. После операции переключения устройство 100 формирования изображений выполняет операцию фотографии (захвата неподвижных изображений), в которой FPD 104 облучается излучением во второй области B сканирования, большей, чем первая область A сканирования. Операция фотографии соответствует второй операции захвата изображения. Период, за который устройство 100 формирования изображений выполняет операцию фотографии, называется периодом фотографии. В течение периода фотографии устройство 100 формирования изображений выполняет операцию W2 накопления, выполняемую за период, соответствующий времени облучения, чтобы побуждать преобразовательный элемент генерировать электрический заряд в ответ на испускаемое излучение, и операцию X2 вывода изображения, в которой данные изображения выводятся на основе электрического заряда, сформированного при операции W2 накопления. Как показано на Фиг.4D, хотя операция W2 накопления в первом варианте осуществления подобна операции W1 накопления, операция W2 накопления отличается от операции W1 накопления, так как период операции W2 накопления является более длительным, чем у операции W1 накопления. В противоположность, хотя операция X2 вывода изображения подобна операции X1 вывода изображения за исключением того, что первая и вторая строки сканируются так же, как третья строка и последующие строки, операция X2 вывода изображения отличается от операции X1 вывода изображения, так как период операции X2 вывода изображения является более длительным, чем у операции X1 вывода изображения. Однако операция W2 накопления может выполняться за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции W1 накопления, а операция X2 вывода изображения может выполняться за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции X1 вывода изображения.

В дополнение, в первом варианте осуществления устройство 100 формирования изображений выполняет операцию W2 накопления, выполняемую за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции W2 накопления до операции X2 вывода изображения, чтобы заставить преобразовательный элемент генерировать электрический заряд в темном состоянии, в котором излучение не испускается, и операцию F2 вывода темнового изображения, в которой данные темнового изображения выводятся на основе электрического заряда, сформированного при операции W2 накопления. В операции F2 вывода темнового изображения, операция, подобная операции X2 вывода изображения, выполняется в устройстве 100 формирования изображений. В дополнение, в первом варианте осуществления устройство 100 формирования изображений выполняет операцию K2 инициализации перед каждой операцией W2 накопления. Хотя операция K2 инициализации подобна операции K1 инициализации, описанной выше, операция K2 инициализации отличается от операции K1 инициализации, так как период операции K2 инициализации является более длительным, чем у операции K1 инициализации. Однако операция K2 инициализации может выполняться за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции K1 инициализации. Операция K2 инициализации выполняется отдельно от операции переключения, описанной ниже.

Далее будет описано, каким образом возникает отличие уровня. Изобретатель обнаружил, что выходной сигнал темнового периода из плоскопанельного детектора зависит от истории сканирования пикселей, более точно, зависит от величины интегрирования промежутков времени накопления, начиная с того, как напряжение смещения было приложено к преобразовательному элементу в плоскопанельном детекторе. Операция захвата изображения выполняется в первой области сканирования при первой операции захвата изображения в первом варианте осуществления. Соответственно, операция захвата изображения выполняется множество раз в отношении первых пикселей, включенных в первую область A сканирования, и компоненты выходного сигнала темнового периода, накопленные в течение операции накопления, не полностью выводятся в каждой операции вывода и остаются в пикселях. Компоненты, оставшиеся в пикселях, соответствуют истории сканирования пикселей.

В противоположность, нормальная операция захвата изображения не выполняется в отношении вторых пикселей, которые не включены в первую область сканирования, но включены во вторую область сканирования, при первой операции захвата изображения. Например, это происходит потому, что операция накопления постоянно выполняется для вторых пикселей, все вторые пиксели сканируются в одно время, или операция вывода вторых пикселей выполняется в периоде сканирования более коротком, чем у первых пикселей. В таких случаях, время накопления первых пикселей становится отличным от вторых пикселей. Например, когда операция вывода вторых пикселей выполняется в периоде сканирования, более коротком, чем у первых пикселей, величина интегрирования промежутков накопления в течение первой операции захвата изображения для первых пикселей становится меньшей, чем у вторых пикселей. Как результат, возникает разница между выходным сигналом темнового периода первой области сканирования и выходным сигналом темнового периода второй области сканирования, и разница выходного сигнала темнового периода отображается в качестве отличия уровня. В частности, разница выходного сигнала темнового периода между первой областью сканирования и второй областью сканирования увеличивается с увеличением периода работы рентгеноскопии и, таким образом, отличие уровня становится более явным. Как описано выше, выходной сигнал темнового периода из плоскопанельного детектора зависит от величины интегрирования периодов накопления, которая является предысторией сканирования пикселей. Следовательно, изобретатель обнаружил, что разница выходного сигнала темнового периода возникает между областями, которые подвергнуты сканированию при захвате изображения в плоскопанельном детекторе, и областями, которые не подвергнуты сканированию при захвате изображения в плоскопанельном детекторе, чтобы вызывать отличие уровня, который является артефактом изображения, вызванным областью сканирования.

Примерные операции переключения по первому варианту осуществления далее будут описаны со ссылкой на Фиг. 5A-5E. Со ссылкой на Фиг.5E, горизонтальная ось представляет время, истекшее после начала операции захвата изображения, выполняемой после того, как изменено поле излучения, а вертикальная ось представляет величину отличия уровня, которая является разницей между выходными данными с пикселей, включенных в первую область A сканирования, и выходными данными с пикселей, включенных во вторую область B сканирования. Выходные данные пикселя, полученные в темном состоянии, используются в качестве выходных данных пикселей на Фиг.5E.

В операции переключения по вариантам осуществления настоящего изобретения блок 106 управления принимает сигнал управления с командой переключить область сканирования, и FPD 104 выполняет операцию инициализации, по меньшей мере, один раз в ответ на сигнал управления. Как показано на Фиг.5E, было обнаружено, что величина отличия уровня снижается, когда операция инициализации выполняется при переключении области сканирования, по сравнению со случаем, в котором операция инициализации не выполняется. Также было обнаружено, что величина отличия уровня дополнительно уменьшается многократным выполнением операции инициализации. Операция инициализации может выполняться один раз или множество раз для предотвращения снижения качества изображения, вызванного отличием уровня, которое может возникать в захваченном изображении с переключением области сканирования.

В примерной операции переключения, показанной на Фиг.5A, FPD 104 выполняет пару операции K2 инициализации и операции W2 накопления при операции фотографии, выполняемой после изменения поля излучения, описанного выше со ссылкой на Фиг.4A и 4D, один раз или множество раз. Другими словами, FPD 104 выполняет пару, состоящую из операции K2 инициализации и операции W2 накопления, соответствующую операции X2 вывода изображения и операции F2 вывода темнового изображения при операции фотографии, выполняемой после того, как область сканирования переключена один раз или множество раз. Операция переключения может выполняться в соответствии с операцией, включенной в число операций, производимых до операции вывода изображения в составе операции захвата изображения, выполняемой после переключения, для стабилизации характеристик преобразовательного элемента в операции W2 накопления при операции захвата изображения и, таким образом, получаются превосходные данные изображения, имеющие уменьшенную величину артефакта изображения. Однако, поскольку электрический заряд формируется в преобразовательном элементе даже в темном состоянии в течение операции накопления, вышеприведенный способ оказывает препятствие быстрой стабилизации характеристик преобразовательного элемента. Более точно, когда операция инициализации выполняется множество раз, время, требуемое на операцию переключения, возможно, может увеличиваться, чтобы увеличивать время до того, как запускается захват изображения, поскольку была переключена область сканирования.

В примерной операции переключения, показанной на Фиг.5B, FPD 104 выполняет операцию K1 инициализации в операции холостого хода, выполняемой перед операцией рентгеноскопии до того, как переключается область сканирования, описанной выше со ссылкой на Фиг.4A и 4B, один или множество раз. Поскольку в операции переключения не выполняется операция накопления, а выполняется только операция K1 инициализации, имеющая кратчайший период из числа операций инициализации, выполняемых устройством 100 формирования изображений, время, требуемое на операцию переключения, сокращается, чтобы улучшать работоспособность устройства. Однако, когда операция инициализации, выполняемая при операции переключения, не соответствует операции захвата изображения после того как переключена область сканирования и выполняется за период, имеющий длительность, отличную от таковой у периода операции инициализации, выполняемой при операции захвата изображения после того как переключена область сканирования, стабильность характеристик преобразовательного элемента на операции накопления при операции захвата изображения может ухудшаться. Как результат, могут быть получены данные изображения, имеющие повышенную величину артефакта.

В примерной операции переключения, показанной на Фиг.5C, FPD 104 выполняет операцию K2 инициализации в операции фотографии, выполняемой после того как область сканирования переключена один или множество раз. Поскольку операция инициализации, включенная в состав операции захвата изображения после переключения, используется в операции переключения, операция переключения выполняется с операцией инициализации, соответствующей операции захвата изображения, выполняемой после переключения, и, таким образом, получаются превосходные данные изображения, имеющие уменьшенную величину артефакта. В дополнение, поскольку операция накопления не выполняется, можно быстро стабилизировать характеристики преобразовательного элемента. В частности, предпочтительно, чтобы в качестве операции переключения, включающей в себя многочисленные операции инициализации, операция инициализации в операции захвата изображения, выполняемой после переключения, выполнялась, по меньшей мере, однажды непосредственно перед операцией захвата изображения, выполняемой после переключения. Для того чтобы стабилизировать характеристики преобразовательного элемента за более короткое время, предпочтительнее, чтобы обе из операции K1 инициализации и операции K2 инициализации выполнялись, по меньшей мере, один раз, как при операции переключения, показанной на Фиг.5D.

Как описано выше, операция переключения может выполняться до начала операции захвата изображения, после того как область сканирования переключена для уменьшения артефакта (отличия уровня), который может возникать в захваченном изображении, и который зависит от области сканирования, тем самым, предотвращая значительное снижение качества изображения.

Второй вариант осуществления

Устройство формирования изображений согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения будет описано далее со ссылкой на Фиг.6A и 6B. Идентичные номера ссылок используются во втором варианте осуществления для идентификации одинаковых компонентов по первому варианту осуществления. Подробное описание таких компонентов в материалах настоящей заявки опущено. Хотя устройство формирования изображений, включающее в себя FPD, заключающее в себе n строк на m столбцов пикселей, условно показано на Фиг.6A, как на Фиг.2, устройство формирования изображений практически включает в себя некоторое количество пикселей, большее чем n строк на m столбцов.

Хотя PIN-фотодиод используется в преобразовательном элементе 201 в блоке 101 детектирования по первому варианту осуществления, фотоэлектрический преобразователь, имеющий структуру металл-диэлектрик-полупроводник (MIS), используется в качестве преобразовательного элемента 601 типа MIS в блоке 101' детектирования по второму варианту осуществления. Хотя один выходной элемент переключения обеспечен для одного пикселя в первом варианте осуществления, элемент 603 переключения восстановления обеспечен в дополнение к выходному элементу 602 переключения на один пиксель во втором варианте осуществления. Один из основных терминалов элемента 603 переключения восстановления электрически соединен с первым электродом 604 преобразовательного элемента 601 и с одним из двух основных терминалов выходного элемента 602 переключения. Другой из основных терминалов элемента 603 переключения восстановления электрически присоединен к источнику 107c питания восстановления, включенному в блок 107 источника питания, через общую линию. Управляющие терминалы многочисленных элементов 603 переключения восстановления в направлении строки обычно электрически соединены с линией Gr возбуждения восстановления. Сигналы возбуждения подаются из схемы 102r возбуждения восстановления на элементы 603 переключения восстановления в каждой строке через линию Gr возбуждения восстановления.

Как показано на Фиг.6B, в преобразовательном элементе 601 полупроводниковый слой 606 обеспечен между первым электродом 604 и вторым электродом 608, изолирующий слой 605 обеспечен между первым электродом 604 и полупроводниковым слоем 606 и примесный полупроводниковый слой 607 обеспечен между полупроводниковым слоем 606 и вторым электродом 608. Второй электрод 608 электрически соединен с источником 107a' питания смещения через линию Bs смещения. Напряжение Vs смещения подается из источника 107a' питания смещения на второй электрод 608 в преобразовательном элементе 601, и опорное напряжение Vref подается на первый электрод 604 в преобразовательном элементе 601 через выходной элемент 602 переключения для выполнения операции накопления в преобразовательном элементе 601, как в преобразовательном элементе 201. На операции рентгеноскопии и операции фотографии напряжение Vt восстановления подается на первый электрод 604 через элемент 603 переключения восстановления, и преобразовательный элемент 601 восстанавливается смещением |Vs-Vt|.

Примеры операций устройства формирования изображений и системы формирования изображений согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения будут описаны далее со ссылкой на Фиг. 7A-7D. Во втором варианте осуществления, как показано на Фиг.7A, операция К1' инициализации, операция X1' вывода изображения и операция F1' ввода темнового изображения выполняются вместо операции K1 инициализации, операции X1 вывода изображения и операции F1 вывода темнового изображения, соответственно, по первому варианту осуществления, показанному на Фиг.4A. В дополнение, операция X2' вывода изображения и операция F2' вывода темнового изображения выполняются вместо операции X2 вывода изображения и операции F2 вывода темнового изображения, соответственно, по первому варианту осуществления, показанному на Фиг.4A. Остальные операции подобны таковым по первому варианту осуществления. Подробное описание таких операций в материалах настоящей заявки опущено. Операции, которые отличны от таковых по первому варианту осуществления, далее будут описаны со ссылкой на Фиг. 7B-7D.

Фиг.7B - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода A-A' на Фиг.7A. Фиг.7C - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода B-B' на Фиг.7A. Фиг.7D - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода C-C' на Фиг.7A.

Блок 101' детектирования по второму варианту осуществления включает в себя элемент 603 переключения восстановления в дополнение к выходному элементу 602 переключения на один пиксель. Соответственно, операция K1' инициализации при операции холостого хода во втором варианте осуществления, показанном на Фиг.7B, отлична от операции K1 инициализации, в которой один преобразовательный элемент 201 работает на один пиксель. На операции K1' восстановления напряжение Vcom проводимости подается из схемы 102 возбуждения на линию G возбуждения, чтобы установить выходной элемент 602 переключения в проводящее состояние, и электрический заряд в преобразовательном элементе 601 выводится с выходного элемента 602 переключения в качестве электрического сигнала, как в первом варианте осуществления. Затем напряжение Vcom проводимости подается из схемы 102r возбуждения восстановления на линию Gr возбуждения восстановления, чтобы установить элемент 603 переключения восстановления в проводящее состояние. В это время напряжение Vt восстановления подается из источника 107c питания восстановления. Как результат, смещение |Vs-Vt| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для удаления электрического заряда, оставшегося в преобразовательном элементе 601, тем самым восстанавливая преобразовательный элемент 601. Затем, интегрирующий конденсатор и сигнальная линия сбрасываются, выходной элемент 602 переключения вновь устанавливается в проводящее состояние, и начальное смещение |Vs-Vref| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для инициализации преобразовательного элемента 601. Последовательное выполнение вышеприведенной операции в блоках строк успешно выполняет операцию К1' инициализации. Как описано выше, поскольку остальные операции подобны таковым по первому варианту осуществления, подробное описание таких операций в материалах настоящей заявки опущено.

Разница между операцией Х1' вывода изображения при операции рентгеноскопии во втором варианте осуществления, показанном на Фиг.7C, и операцией X1 вывода изображения, и разница между операцией F1' вывода темнового изображения при операции рентгеноскопии во втором варианте осуществления, показанном на Фиг.7C, и операцией F1 вывода темнового изображения подобны разнице между операцией K1' инициализации и операцией K1 инициализации, описанных выше. Поскольку остальные операции подобны таковым по первому варианту осуществления, подробное описание таких операций в материалах настоящей заявки опущено. Хотя пиксели во второй области сканирования сканируются один за другим при операции K1' инициализации на Фиг.7B, настоящее изобретение не ограничено этим сканированием, и операция K1' инициализации может выполняться некоторым образом, подобным таковому у операции Х1' вывода изображения.

В операции X2' вывода изображения и операции F2' вывода темнового изображения при операции фотографии по второму варианту осуществления, показанному на Фиг.7D, напряжение Vcom проводимости подается из схемы 102 возбуждения на линию G возбуждения, чтобы установить выходной элемент 602 переключения в проводящее состояние, как в первом варианте осуществления. Как результат, электрический заряд в преобразовательном элементе 601 выводится с выходного элемента 602 переключения в качестве электрического сигнала в блоках строк, и данные изображения выводятся из устройства формирования изображений через схему 103 считывания. Затем напряжение Vcom проводимости подается из схемы 102r возбуждения восстановления на линию Gr возбуждения восстановления, чтобы установить элемент 603 переключения восстановления в проводящее состояние. В это время напряжение Vt восстановления подается из источника 107c питания восстановления. Как результат, смещение |Vs-Vt| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для удаления электрического заряда, оставшегося в преобразовательном элементе 601, тем самым восстанавливая преобразовательный элемент 601. Затем интегрирующий конденсатор и сигнальная линия сбрасываются, выходной элемент 602 переключения вновь устанавливается в проводящее состояние, и начальное смещение |Vs-Vref| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для инициализации преобразовательного элемента 601. Последовательное выполнение вышеприведенной операции в блоках строк успешно выполняет операцию X2' вывода изображения или операцию F2' вывода темнового изображения. Хотя операция X2' вывода изображения отличается от операции Х1' вывода изображения, так как период операции Х2' вывода изображения отличен от такового у операции Х1' вывода изображения, операция X2' вывода изображения может выполняться за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции X1' вывода изображения.

Примерные операции переключения по второму варианту осуществления настоящего изобретения далее будут описаны со ссылкой на Фиг. 8A-8C.

В примерной операции переключения, показанной на Фиг.8A, FPD 104 выполняет операцию K2' инициализации, подобную операции К1' инициализации, один или множество раз за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции X2' вывода изображения и операции F2' вывода темнового изображения при операции фотографии. Другими словами, FPD 104 выполняет операцию K2' инициализации, соответствующую операции X2' вывода изображения и операции F2' вывода темнового изображения при операции фотографии, выполняемой после того, как область сканирования переключается однажды или множество раз. В операции K2' инициализации, операция переключения выполняется с операцией инициализации, соответствующей операции захвата изображения, выполняемой после переключения и, таким образом, получаются превосходные данные изображения, имеющие уменьшенную величину артефакта изображения. Поскольку операция накопления не выполняется, можно быстро стабилизировать характеристики преобразовательного элемента. В частности, в качестве операции переключения, включающей в себя многочисленные операции инициализации, операция инициализации, соответствующая операции захвата изображения, выполняемой после того, как переключение предпочтительно выполняется, по меньшей мере, один раз, непосредственно перед операцией захвата изображения, выполняемой после переключения.

В примерной операции переключения, показанной на Фиг.8B, FPD 104 прежде всего выполняет операцию R восстановления, описанную ниже, по меньшей мере, один раз. Затем FPD 104 выполняет операцию K2' инициализации, соответствующую операции X2' вывода изображения и операции F2' вывода темнового изображения при операции фотографии, выполняемой после того, как область сканирования переключается однажды или множество раз. При этой операции переключения, в дополнение к преимуществам операции переключения, показанной на Фиг.8A, можно дополнительно снижать отличие уровня, так как электрический заряд, оставшийся в преобразовательном элементе, удаляется на операции R восстановления. Операция восстановления далее будет описана со ссылкой на Фиг.8C. Фиг.8C - временная диаграмма, иллюстрирующая пример работы устройства формирования изображений в течение периода D-D' на Фиг.8B.

На операции восстановления, показанной на Фиг.8C, схема 102 возбуждения не прикладывает напряжение Vcom проводимости к выходному элементу 602 переключения, и выходной элемент 602 переключения удерживается в непроводящем состоянии. В этом состоянии схема 102r возбуждения восстановления прикладывает напряжение Vcom проводимости к элементу 603 переключения восстановления в блоках строк, чтобы установить элемент 603 переключения восстановления в проводящее состояние. Как результат, смещение |Vs-Vt| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для удаления электрического заряда, оставшегося в преобразовательном элементе 601, тем самым восстанавливая преобразовательный элемент 601. Последовательное выполнение вышеприведенной операции в блоках строк успешно выполняет операцию R восстановления.

После операции R восстановления интегрирующий конденсатор и сигнальная линия сбрасываются, напряжение Vcom проводимости прикладывается из схемы 102 возбуждения к линии G возбуждения, чтобы установить выходной элемент 602 переключения в проводящее состояние, и электрический заряд в преобразовательном элементе 601 выводится с выходного элемента 602 переключения в качестве электрического сигнала. Затем напряжение Vcom проводимости прикладывается со схемы 102r возбуждения восстановления к линии Gr возбуждения восстановления, чтобы установить элемент 603 переключения восстановления в проводящее состояние. В это время, напряжение Vt восстановления прикладывается из источника 107c питания восстановления. Как результат, смещение |Vs-Vt| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для удаления электрического заряда, оставшегося в преобразовательном элементе 601, тем самым вновь восстанавливая преобразовательный элемент 601. Затем интегрирующий конденсатор и сигнальная линия сбрасываются, выходной элемент 602 переключения вновь устанавливается в проводящее состояние, и начальное смещение |Vs-Vref| прикладывается к преобразовательному элементу 601 для инициализации преобразовательного элемента 601. Последовательное выполнение вышеприведенной операции в блоках строк успешно выполняет операцию К2' инициализации.

К тому же, во втором варианте осуществления, вторая операция захвата изображения может включать в себя операцию инициализации, как в первом варианте осуществления.

К тому же, во втором варианте осуществления, операция переключения может выполняться до начала операции захвата изображения, после того как область сканирования переключена для уменьшения артефакта (отличия уровня), который может возникать в захваченном изображении и который зависит от области сканирования, тем самым предотвращая значительное снижение качества изображения.

Варианты осуществления настоящего изобретения, например, могут быть осуществлены программой, выполняемой компьютером, включенным в блок 106 управления. Блок для доставки программы в компьютер, например машиночитаемый носитель записи, такой как постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), имеющий программу, записанную на нем, или среда связи, такую как сеть Интернет, через которую программа передается, также применим в качестве варианта осуществления настоящего изобретения. В дополнение, программа также применима в качестве варианта осуществления настоящего изобретения. Программа, носитель записи, среда связи и программный продукт находятся в пределах объема настоящего изобретения. Комбинация, без труда предполагаемая из первого или второго варианта осуществления, также находится в пределах объема настоящего изобретения.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, должно быть понятно, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем формулы изобретения должен соответствовать самому широкому толкованию, чтобы охватывать все такие модификации, а также эквивалентные конструкции и функции.

Эта заявка испрашивает приоритет по заявке № 2009-213339 на выдачу патента Японии, зарегистрированной 15 сентября 2009 г., которая, таким образом, включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

100 устройство формирования изображений

101 блок детектирования

102 схема возбуждения

103 схема считывания

104 плоскопанельный детектор

105 блок обработки сигналов

106 блок управления

107 блок источника питания

108 управляющий компьютер

109 устройство управления излучением

110 устройство генерации излучения

111 источник излучения

112 механизм ограничения поля излучения

113 устройство отображения.

Изобретение относится к устройству формирования изображений. Техническим результатом является создание устройства, способного к уменьшению отличия уровня, которое может возникать в захваченном изображении и которое зависит от области сканирования, для предотвращения значительного снижения качества изображения. Результат достигается тем, что устройство формирования изображений включает в себя блок управления и детектор, который включает в себя множество пикселей и который выполняет операцию захвата изображения для вывода данных изображения, соответствующих испускаемому излучению или свету. Операция захвата изображения включает в себя первую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется в первой области сканирования, соответствующей части множества пикселей, для вывода данных изображения в первой области сканирования, и вторую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется во второй области сканирования, большей, чем первая область сканирования, для вывода данных изображения во второй области сканирования. Блок управления побуждает детектор выполнять операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента в течение периода между первой операцией захвата изображения и второй операцией захвата изображения в соответствии с переключением с первой области сканирования на вторую область сканирования. 6 з. и 3 н.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство формирования изображений, содержащее:
детектор, в котором множество пикселей, каждый из которых включает в себя преобразовательный элемент, который преобразует излучение или свет в электрический заряд, скомпонованы в форме матрицы и который выполняет операцию захвата изображения для вывода данных изображения, соответствующих испускаемому излучению или свету; и
блок управления, сконфигурированный для управления операциями, включающими в себя операцию детектора по захвату изображения,
при этом операция захвата изображения включает в себя первую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется в первой области сканирования, соответствующей части множества пикселей, для вывода данных изображения в первой области сканирования, и вторую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется во второй области сканирования, большей, чем первая область сканирования, для вывода данных изображения во второй области сканирования, и причем вторая операция захвата изображения включает в себя операцию накопления, в которой преобразовательный элемент преобразует излучение или свет, которым облучается преобразовательный элемент, в электрический заряд, операцию вывода изображения для вывода данных изображения на основе электрического заряда и операцию для инициализации преобразовательного элемента, которая выполняется до операции накопления, и
при этом блок управления сконфигурирован для управления детектором, чтобы выполнять операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента, которая выполняется в течение той же длительности периода, что и операция для инициализации преобразовательного элемента, в течение периода между первой операцией захвата изображения и операцией для инициализации преобразовательного элемента, если операция захвата изображения в соответствии с переключением переключается с первой операции захвата изображения на вторую операцию захвата изображения.

2. Устройство формирования изображений по п.1, в котором блок управления сконфигурирован для управления детектором, чтобы выполнять операцию инициализации многократно в течение периода.

3. Устройство формирования изображений по п.1, в котором блок управления сконфигурирован для управления операцией детектора так, что детектор выполняет набор операции накопления, соответствующей операции накопления второй операции захвата изображения, и операции инициализации по меньшей мере один раз в течение упомянутого периода.

4. Устройство формирования изображений по п.1, в котором блок управления сконфигурирован для управления операциями детектора, чтобы выполнять операцию инициализации многократно без выполнения операции накопления, соответствующей операции накопления, включенной во вторую операцию захвата изображения, в течение упомянутого периода.

5. Устройство формирования изображений по п.1, в котором каждый из пикселей дополнительно включает в себя элемент переключения, который выводит электрический сигнал, соответствующий электрическому заряду,
при этом детектор включает в себя блок детектирования, в котором пиксели скомпонованы в форме матрицы, схему возбуждения, которая управляет состоянием проводимости элемента переключения для возбуждения блока детектирования, и схему считывания, которая выводит электрический сигнал, подаваемый из блока детектирования через сигнальную линию, соединенную с элементом переключения, в качестве данных изображения,
при этом схема считывания включает в себя переключатель сброса, который сбрасывает сигнальную линию, и
при этом блок управления сконфигурирован для управления схемой возбуждения и переключателем сброса в течение упомянутого периода, чтобы побуждать детектор выполнять операцию инициализации.

6. Устройство формирования изображений по п.1, в котором каждый из пикселей дополнительно включает в себя первый элемент переключения, который выводит электрический сигнал, соответствующий электрическому заряду, и второй элемент переключения, отличный от первого элемента переключения,
при этом детектор включает в себя блок детектирования, в котором пиксели скомпонованы в форме матрицы, первую схему возбуждения, которая управляет состоянием проводимости элемента переключения для возбуждения блока детектирования, схему считывания, которая выводит электрический сигнал, подаваемый из блока детектирования через сигнальную линию, соединенную с первым элементом переключения, в качестве данных изображения, и вторую схему возбуждения, которая управляет состоянием проводимости второго элемента переключения, и
при этом блок управления сконфигурирован для управления первой схемой возбуждения и второй схемой возбуждения так, что первая схема возбуждения управляет состоянием проводимости первого элемента переключения, а вторая схема возбуждения управляет состоянием проводимости второго элемента переключения в течение упомянутого периода, чтобы побуждать детектор выполнять операцию инициализации за период, имеющий такую же длительность, как у периода операции вывода, включенной во вторую операцию захвата изображения.

7. Устройство формирования изображений по п.6, в котором преобразовательный элемент является преобразовательным элементом типа металл-диэлектрик-полупроводник (MIS),
при этом устройство формирования изображений дополнительно включает в себя блок источника питания, включающий в себя опорный источник питания, который прикладывает опорное напряжение к одному электроду преобразовательного элемента через первый элемент переключения, источник питания восстановления, который прикладывает напряжение восстановления к упомянутому одному электроду преобразовательного элемента через второй элемент переключения, и источник питания смещения, который прикладывает напряжение смещения к другому электроду преобразовательного элемента,
при этом детектор выполняет операцию восстановления, в которой первый элемент переключения устанавливается в непроводящее состояние, второй элемент переключения устанавливается в проводящее состояние, напряжение смещения прикладывается к упомянутому другому электроду, и напряжение восстановления прикладывается к упомянутому другому электроду через второй элемент переключения для восстановления преобразовательного элемента, и
при этом блок управления сконфигурирован для управления детектором, чтобы выполнять операцию восстановления и операцию инициализации после операции восстановления в течение упомянутого периода.

8. Радиационная система формирования изображений, содержащая:
устройство формирования изображений по п.1;
устройство генерации излучения, сконфигурированное для испускания излучения, которым облучается устройство формирования изображений, и
устройство управления, которое управляет устройством формирования изображений и устройством генерации излучения.

9. Способ управления устройством формирования изображений, которое включает в себя детектор, в котором множество пикселей, каждый из которых включает в себя преобразовательный элемент, преобразующий излучение или свет в электрический заряд, скомпонованы в форме матрицы и который выполняет операцию захвата изображения для вывода данных изображения, соответствующих испускаемому излучению или свету, и которое управляет операциями, включающими в себя операцию захвата изображения детектора, при этом способ содержит:
первую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется в первой области сканирования, соответствующей части множества пикселей, для вывода данных изображения в первой области сканирования; и
операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента после первой операции захвата изображения, если операция захвата изображения переключается с первой операции захвата изображения на вторую операцию захвата изображения, в которой детектор сканируется во второй области сканирования, большей, чем первая область сканирования, для вывода данных изображения во второй области сканирования, при этом вторая операция захвата изображения включает в себя операцию накопления, в которой преобразовательный элемент преобразует излучение или свет, которым облучается преобразовательный элемент, в электрический заряд, операцию вывода изображения для вывода данных изображения на основе электрического заряда и операцию инициализации для инициализации преобразовательного элемента, которая выполняется до операции накопления, и
при этом операция инициализации выполняется в течение той же длительности периода, что и операция для инициализации преобразовательного элемента между первой операцией захвата изображения и операцией для инициализации преобразовательного элемента.