專利名稱：用于數(shù)字放射線攝影檢測(cè)器的事件檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一般領(lǐng)域是數(shù)字圖像放射線攝影，尤其是數(shù)字放射線攝影系統(tǒng)，其中數(shù) 字成像板和附帶的電子裝置與主放射線攝影系統(tǒng)進(jìn)行無線通信，并且可以與各個(gè)廠商
的x-射線系統(tǒng)互換使用。
背景技術(shù)：
作為替代基于照相的成像技術(shù)的數(shù)字放射線攝影正日益獲得接受，基于照相的成 像技術(shù)依靠膠片薄膜層來記錄放射線曝光以產(chǎn)生和存儲(chǔ)對(duì)象的內(nèi)部物理特征的圖像。 利用數(shù)字放射線攝影，放射線感光層上記錄的放射線圖像曝光被一個(gè)像素一個(gè)像素地
轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)，然后把電子圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)體(memory bank)中供以后讀 出和顯示在合適的電子圖像顯示設(shè)備上。數(shù)字放射線攝影的成功的驅(qū)動(dòng)力之一是這樣 的能力快速顯現(xiàn)并且經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)把所存儲(chǔ)的圖像傳送到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程位置供放 射學(xué)家分析和診斷，不存在通過郵件或經(jīng)由信使把實(shí)體膠片送到遠(yuǎn)處的放射學(xué)家而引 起的延遲。
數(shù)字放射線攝影板具有以行和列組成的檢測(cè)元件("像素")的二維陣列。為了 從板讀出圖像信息，通常順序地選擇像素的行，并且把每個(gè)列上的對(duì)應(yīng)像素連接到電 荷放大器。把每個(gè)列的電荷放大器的輸出施加于模數(shù)轉(zhuǎn)換器以產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，數(shù) 字圖像數(shù)據(jù)然后可以被存儲(chǔ)并按后面顯示的需要進(jìn)行合適的圖像處理。
為了使圖像獲取和隨后從成像板的數(shù)據(jù)讀出同步，需要使板操作的控制與來自包 含在數(shù)字放射線攝影成像系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程X射線源的照射(impinging)成像X射線的發(fā) 生同步。這可以通過經(jīng)由電纜線傳送指示X射線源的開始和停止的控制信號(hào)來完成。 最近，已經(jīng)提出了無線成像盒，通過使用成像盒中的X射線傳感器檢測(cè)來自遠(yuǎn)程X射 線源的照射X射線的開始和終止從而獨(dú)立于主系統(tǒng)工作。在美國專利6,069,935中可 以找到這種無線和/或獨(dú)立的X射線照射檢測(cè)的例子。在一個(gè)這樣的例子中，計(jì)算機(jī) 監(jiān)視位于成像板外的成像盒中的專用X射線事件觸發(fā)二極管以檢測(cè)入射放射線以及
輸出表明入射放射線的信號(hào)。這樣的系統(tǒng)具有某些缺點(diǎn)。包括了觸發(fā)二極管降低了制 造產(chǎn)量從而使盒過于昂貴。同樣，二極管本身可能受到待測(cè)物體的某些放射線密封部 分的阻擋或完全處于放射線束的區(qū)域之外。在該專利描述的另一個(gè)例子中，使用幀抓
取(frame-grabbing )技術(shù)連續(xù)地讀出成像板本身的傳感器。通過從全部板傳感器連 續(xù)地讀出數(shù)據(jù)幀來確定成像傳感器是否暴露在X射線下，并且通過^r查數(shù)據(jù)幀來確定 板是否暴露在X射線下。其缺點(diǎn)是必須對(duì)傳感器連續(xù)地讀取，這消耗相對(duì)高的電功率， 對(duì)于獨(dú)立于主成像系統(tǒng)工作的電池供電的盒可能是一個(gè)嚴(yán)重的問題。
在美國專利6，404, 845 Bl中找到另一個(gè)例子，其中在等待曝光(exposure)期間 監(jiān)視成像板中的某些參考像素，把參考像素的值與預(yù)定門限電平進(jìn)行比較。當(dāng)預(yù)定數(shù) 量的參考像素超過門限電平時(shí)，確定已經(jīng)開始曝光電平。然而，這個(gè)方法也消耗大量 功率，因此是與期望的解決方案有差距的。
在美國專利2004 / 0065836 Al中找到另一個(gè)例子。在該例子中，通過監(jiān)^L板中成 像像素引起的電流量來檢測(cè)成像板上的X射線輻射的發(fā)生，并且當(dāng)引起的電流量超過 預(yù)定量時(shí)產(chǎn)生X射線發(fā)生信號(hào)。然而，在該申請(qǐng)中揭示的例子局限于與CMOS或CCD傳 感器一起使用，不能應(yīng)用于其它類型的傳感器，如在無膠片化(filmless)成像X射 線傳感器板中廣泛使用的無定形或結(jié)晶硅(crys ta 11 ine s i 1 icon)光電二極管或金屬 絕緣半導(dǎo)體(MIS)傳感器。
因此，對(duì)于能夠獨(dú)立于主成像系統(tǒng)操作的，制造成本低廉的和能夠可靠地^r測(cè)來 自主成像系統(tǒng)中的X射線源的照射X射線的發(fā)生的無線X射線成像傳感器板存在需 求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了適用于獨(dú)立地片企測(cè)來自遠(yuǎn)程X射線源的照射X射 線的存在的一種數(shù)字放射線攝影X射線成像傳感器，它包括成像板，該成像板包括成 像像素的二維陣列，其中每個(gè)像素具有通過照射X射線直接或間接地充電的固有 (intrinsic)電容器以建立受X射線照射的對(duì)象的圖像。X射線成像傳感器還包括 參考電壓源、連接在到像素固有電容器的公共節(jié)點(diǎn)處的電荷平衡電容器以及控制單 元，該控制單元響應(yīng)于像素電容器和電荷平衡電容器之間的電荷平衡中的變化而改變 到電荷平衡電容器的電荷注入水平，以在公共節(jié)點(diǎn)上維持如參考電壓確定的恒定充電 電壓。成像傳感器還包括響應(yīng)于控制單元的控制信號(hào)發(fā)生器，用于當(dāng)電荷注入水平超 過預(yù)定門限值時(shí)指示在成像板上存在照射X射線。
在本發(fā)明的一個(gè)當(dāng)前較佳實(shí)施例中，所描述類型的X射線成像傳感器配備有包括
成像像素的二維陣列的成像板，每個(gè)像素具有通過照射x射線直接或間接地充電以建 立受x射線照射的物體的圖像的固有電容器，以及連接在到像素固有電容器的公共節(jié) 點(diǎn)處的外部電容器。x射線成像傳感器還配備有照射x射線檢測(cè)單元，它包括參考電
壓源、耦合到公共節(jié)點(diǎn)的充電電壓源以及脈沖的脈寬調(diào)制列(train)的源，其可切 換地連接到充電電壓源和公共節(jié)點(diǎn)以改變注入到外部電容器的電荷來在公共節(jié)點(diǎn)上 建立表示外部電容器和像素電容器之間的電荷平衡的電壓。檢測(cè)單元還包括控制器， 用于在一個(gè)時(shí)段中，在等待照射X射線的開始時(shí)，將脈沖列的脈寬設(shè)置為將公共節(jié)點(diǎn) 電壓維持在由參考電壓確定的預(yù)定值所必需的第一持續(xù)時(shí)間，以及用于在X射線照射 在板上時(shí)，將脈寬調(diào)節(jié)為將公共節(jié)點(diǎn)電壓維持在預(yù)定值所必需的第二持續(xù)時(shí)間。檢測(cè) 單元最終包括響應(yīng)于第二脈寬持續(xù)時(shí)間的脈寬檢測(cè)電路，其用于輸出X射線檢測(cè)信 號(hào)，該信號(hào)指示來自遠(yuǎn)程源的X射線的照射。


本發(fā)明的上述的或其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下述的結(jié)合

的本發(fā)明實(shí) 施例的更詳細(xì)的說明變得顯而易見。附圖中的元件相互之間不必定成比例。 圖1是在本發(fā)明中有用的類型的X射線傳感器系統(tǒng)的方框圖。 圖2是本發(fā)明的X射線成像傳感器的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖2的成像傳感器的一部分的示意圖。 圖4是表示本發(fā)明的再一的實(shí)施例的圖2的成像傳感器的一部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖l, X射線成像傳感器10包括平板X射線成像板12，其中分立的X射線像 素以具有行和列14和16的二維陣列分別排列。如在數(shù)字放射線攝影領(lǐng)域中所已廣為 人知的那樣，像素中的材料把照射X射線轉(zhuǎn)換成電子，起初把這些電子存儲(chǔ)在像素的 電荷單元中供以后讀出， 一般是在切換控制單元18的控制下一行接一行地完成的。 每次一行，把每個(gè)列中的像素的電荷順序傳送到單元20中每個(gè)列一個(gè)的電荷放大器 (前置放大器)電路，然后通過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器把每個(gè)像素的電荷值轉(zhuǎn)換成數(shù)字 數(shù)據(jù)，并本地存儲(chǔ)在RAM存儲(chǔ)器中，供以后傳送到系統(tǒng)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理器22，以 用于在存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元24中之前進(jìn)行合適的圖像處理操作。
根據(jù)本發(fā)明，下面要更詳細(xì)地描述的X射線檢測(cè)單元30工作以監(jiān)視成像板12以 檢測(cè)來自遠(yuǎn)程X射線源的照射X射線的發(fā)生，以產(chǎn)生施加于成像控制器32的輸出控 制信號(hào)。因此，除了其它已知功能之外，成像控制器32響應(yīng)于來自檢測(cè)單元30的 控制信號(hào)而工作，按已知方式控制來自板12的成像像素電荷值的讀出定時(shí)。
現(xiàn)在參考圖2,等效電路40表示成像板12中的數(shù)百萬個(gè)X射線感測(cè)像素中的一 個(gè)，它包括固有電容(電容器)42、反向偏置二極管44以及漏電流阻抗46。眾所周 知，像素元素可以是無定形的或結(jié)晶的光電二極管(間接放射線攝影)或用于直接放 射線攝影的金屬絕緣半導(dǎo)體(MIS)。
外部電荷平衡電容器50連接到節(jié)點(diǎn)52，該節(jié)點(diǎn)為成像板12中傳感器像素40的 所有固有電容器42所共有。電荷庫54作為充電電壓源，經(jīng)由隔離二極管56耦合到 節(jié)點(diǎn)52。節(jié)點(diǎn)52經(jīng)由感測(cè)電壓線58耦合到控制器32中用于與參考電壓60進(jìn)行比 較的比較器，該參考電壓60用來設(shè)置節(jié)點(diǎn)52上的像素偏置電壓。在控制器32中產(chǎn) 生可變寬度的脈沖列，并且經(jīng)由線62施加于固態(tài)FET開關(guān)64，以控制從庫54到電 荷平衡電容器50的電荷注入水平。
輸入到庫54的電壓產(chǎn)生電荷貯藏，它在線62上的可變寬度脈沖的控制下，通過 開關(guān)64的斷開和閉合記錄到電荷平衡電容器50,線62上的可變寬度脈沖同步于系 統(tǒng)時(shí)鐘69在控制器32中產(chǎn)生。反相器使這些脈沖反相，以與開關(guān)64的斷開和閉合 相反的順序閉合和斷開FET開關(guān)68。因此，當(dāng)開關(guān)64斷開而阻擋電荷注入電容器50 時(shí)，開關(guān)68是閉合的，使二極管56的陽極連接到地以進(jìn)一步增強(qiáng)從電容器50的電 荷庫和像素電容器42的隔離。假定輸入到電荷貯藏處的電壓和節(jié)點(diǎn)52上的電壓兩者 都是正的，那么像素二極管44表示像素是反向偏置的。電容器42表示二極管44中 的固有的或內(nèi)在的電容，而阻抗46表示用來模擬漏電流的二極管漏電阻。當(dāng)節(jié)點(diǎn)52 上的電壓偏置多個(gè)像素時(shí)，還可以使用等效電路40來表示各像素的電容和電阻的并 聯(lián)組合。例如，在具有250萬個(gè)像素的平板中，如果每個(gè)像素具有1 pF的電容，則 等效電容為2.5 pF。相似地，分流或漏電阻為單個(gè)像素的電阻除以250萬。充電電 容器50可以是額定值，例如，100 pF。
在工作期間，當(dāng)沒有X射線照射在成像板上時(shí)，列中每個(gè)單個(gè)像素具有其與公共
節(jié)點(diǎn)52相對(duì)的節(jié)點(diǎn)45，其通過FET開關(guān)47連接到與該列的相關(guān)聯(lián)的電荷前置放*
器20a的讀出輸入處的虛地電位。因此所有像素都維持在正常的ON (導(dǎo)通)(盡管
是反向偏置)狀態(tài)直到發(fā)生照射x射線使成像沖反像素曝光。
在工作中，當(dāng)板空閑而等待在節(jié)點(diǎn)52上的偏置電壓穩(wěn)定時(shí)，在控制器32中對(duì)節(jié) 點(diǎn)52上的電壓與線60上的參考電壓進(jìn)行比較。然后控制器32響應(yīng)于這個(gè)比較而進(jìn) 行操作以改變施加于開關(guān)64和68的脈沖的寬度，從而把合適的電荷量注入電容器 50使得節(jié)點(diǎn)52上的電壓穩(wěn)定在與參考電壓60相等的值上。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)上的電壓到達(dá)等于參考電壓60的值時(shí)，從控制器32發(fā)出的脈沖寬度處于 第一值，理想地，該值為零，或?qū)嶋H上，處于在該狀態(tài)期間正好足以補(bǔ)償成像板中的 寄生元件的漏電所需要的極窄的寬度。
在板空閑并等待暴露于照射X射線時(shí)，開關(guān)47和49保持閉合。這使得連接到開 關(guān)47的像素的節(jié)點(diǎn)45由于放大器的動(dòng)作而處于虛地。放大器20a中的開關(guān)49的閉 合使得偏置電流繞開電容器51,從而防止放大器飽和。
在成像X射線對(duì)成像板像素的曝光的開始時(shí)，在每個(gè)像素電容器42上產(chǎn)生電荷。 由于電容器50和所有像素電容器42的并聯(lián)電容之間的電荷平衡使得在電容器50和 公共節(jié)點(diǎn)52處的電壓的改變。在節(jié)點(diǎn)52上的電壓改變的幅度取決于電容器50和像 素電容器42的并聯(lián)電容的相對(duì)大小。像素電容的值越小，其引起的電壓改變也會(huì)越 小。節(jié)點(diǎn)52上的電壓改變使得在線62上的脈寬相應(yīng)的改變，從而增加來自庫54的 電荷注入，并且使節(jié)點(diǎn)52上的電壓返回參考電壓60的電平以在節(jié)點(diǎn)52上維持恒定 的電壓。脈寬調(diào)制檢測(cè)器70連續(xù)地監(jiān)^L來自控制器32的脈沖列，當(dāng)4企測(cè)的脈寬上升 超過與成像板12的X射線的照射相關(guān)的預(yù)定門限值時(shí)，在線72上把表明X射線的照 射的輸出控制信號(hào)發(fā)送到控制器32。 一旦檢測(cè)到X射線照射的開始，控制器32就運(yùn) 轉(zhuǎn)以斷開開關(guān)47,該開關(guān)47允許以正比于照射在像素上X射線流(flux)的強(qiáng)度 (intensity)對(duì)像素電容器完全充電。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，在檢測(cè)X射線照射時(shí)，控制器32運(yùn)轉(zhuǎn)以斷開除了 一個(gè)部分之外的所有的成像像素開關(guān)47。較佳的是，這個(gè)部分包括至少一行像素， 該行像素在暴露于照射X射線期間保持在ON狀態(tài)。當(dāng)沒有照射的X射線而導(dǎo)致脈寬 變窄使得落在X射線照射水平之下時(shí)，這個(gè)特征考慮到了對(duì)于曝光停止的可靠檢測(cè)。
在圖3中，由可變充電電容器50，來代替固定的充電電容器50,在檢測(cè)X射線照
射開始后控制器32立即降低可變充電電容器50，的電容值。電容器50，值的降低與上
述的板12中用于除了一個(gè)部分之外的所有像素的開關(guān)47的斷開一致。通過與經(jīng)過它
們各自的開關(guān)47保持接到虛地的那些像素的降低了的電容值相呼應(yīng)地降低電容器50，到合適值，節(jié)點(diǎn)52處的信號(hào)變化的反饋靈敏度相對(duì)于電容器50，的值不是按此方式變 化的話的情況大大地增加。因此，對(duì)于X射線照射的停止的檢測(cè)相對(duì)于圖2所示的恒 定電容器實(shí)施例被顯著地改進(jìn)了 。
參考圖4,其示出了本發(fā)明的另一個(gè)較佳實(shí)施例，其中電荷庫54由可編程恒流源 76來代替，該可編程恒流源76具有響應(yīng)于來自脈寬調(diào)制檢測(cè)器輸出的高/低輸入控 制的由控制器32設(shè)置的恒定電流輸出水平，其在發(fā)生X射線照射到成像板12之前的 工作期間處于第一、高值，而在緊跟于在板12上的X射線照射被;險(xiǎn)測(cè)到之后處于第 二、低值。其目的是當(dāng)通過開關(guān)47連接到虛地的像素電容器的數(shù)量已經(jīng)從整個(gè)板的 減少到剩下的一部分像素時(shí)增加反饋檢測(cè)電路的靈敏度。在X射線照射開始之前，高 的恒定電流值使電容器50快速充電以為整個(gè)成像板設(shè)置偏置電壓。在X射線照射開 始之后，通過控制器32減小恒定電流值，以考慮到由連接到虛地的像素的數(shù)量較少 引起的電容器50上電荷消耗的減少。在恒定輸入電壓下，脈寬變化會(huì)增加以維持節(jié) 點(diǎn)52上的電壓恒定，從而增加脈寬調(diào)制的檢測(cè)靈敏度，并且因此而增強(qiáng)板12上X射 線照射停止的檢測(cè)。
部件列表
10.數(shù)字放射線攝影傳感器
12. X射線成像板 14.像素行 16.像素列 18.切換控制
20.前置放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器
20a.前置放大器電路
22.數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理器
24.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元
30.照射X射線^r測(cè)單元
32.成像板控制器
40.像素等效電路
42.像素固有電容
44. 反向偏置二極管
45. 連到放大器的像素節(jié)點(diǎn)
46. 漏電流阻抗
47. FET開關(guān)
49. 電容旁路開關(guān)
50. 外部電荷平衡電容器 50，.可變電荷平衡電容器
51. 放大器電容器
52. 公共節(jié)點(diǎn) 54.電荷庫
56.隔離二極管 58.電壓感測(cè)線 60.參考電壓源
62. PWM線
64. FET開關(guān)66.反向器
68. FET開關(guān)
69. 系統(tǒng)時(shí)鐘
70. 脈寬調(diào)制檢測(cè)器 72.輸出控制信號(hào)線 76.恒定電流源
權(quán)利要求
1.一種用于獨(dú)立地檢測(cè)來自遠(yuǎn)程X射線源的照射X射線的存在的數(shù)字放射線攝影X射線成像傳感器，包括成像板，包括成像像素的二維陣列，每個(gè)像素具有被照射X射線直接或間接地充電以建立受X射線照射的物體的圖像的固有電容器；參考電壓源；連接在到所述像素固有電容器的公共節(jié)點(diǎn)處的電荷平衡電容器；控制單元，用于響應(yīng)于在所述像素電容器和所述電荷平衡電容器之間的電荷平衡中的變化而改變注入到電荷平衡電容器的電荷水平，以在所述公共節(jié)點(diǎn)上維持如所述參考電壓確定的恒定充電電壓；以及控制信號(hào)發(fā)生器，響應(yīng)于控制單元，用于當(dāng)電荷注入水平超過預(yù)定門限值時(shí)產(chǎn)生指示在所述成像板上存在照射X射線的輸出控制信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的成像傳感器，其中所述控制單元包括用于改變電荷注入的 脈沖的脈寬調(diào)制列的發(fā)生器。
3. 如權(quán)利要求1所述的成像傳感器，其中在檢測(cè)到成像板上的X射線照射之前， 與所述公共節(jié)點(diǎn)相對(duì)的所述像素電容器的各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到虛地，而在檢測(cè)到X射線照 射之后，除了一部分之外的所有單個(gè)像素節(jié)點(diǎn)都與所述虛地?cái)嚅_；這樣保持虛地與所述一部分的連接使得檢測(cè)成像板上X射線的照射的停止成為可能。
4. 如權(quán)利要求3所述的成像傳感器，其中當(dāng)關(guān)于保持連接到虛地的所述一部分像 素的電荷注入降到所述預(yù)定門限值之下時(shí)，所述控制信號(hào)發(fā)生器指示X射線照射的終 止。
5. 如權(quán)利要求3所述的成像傳感器，其中所述部分包括像素的至少一行。
6. 如權(quán)利要求3所述的成像傳感器，其中所述電荷平衡電容器是可變電容器，而 所述控制單元包括用于在所述控制信號(hào)發(fā)生器指示所述成像板上存在X射線照射之 后改變所述電容器值的裝置。
7. 如權(quán)利要求1所述的成像傳感器，其中所述控制單元包括可編程恒定電流源。
8. 如權(quán)利要求3所述的成像傳感器，其中所述控制單元包括可編程恒定電流源，它在檢測(cè)到x射線照射之前把第一水平的輸入電流輸出到所述電荷平衡電容器，而在 沖t測(cè)到x射線照射之后把第二、較低水平的輸入電流輸出到所述電荷平衡電容器。
9. 一種用于獨(dú)立地檢測(cè)來自遠(yuǎn)程X射線源的照射X射線的存在的數(shù)字放射線攝影 X射線成像傳感器，它包括成像板，包括成像像素的二維陣列，每個(gè)像素具有被照射X射線直接或間接地充 電以建立受X射線照射的物體的圖像的固有電容器；連接在到所述像素固有電容器的公共節(jié)點(diǎn)處的外部電容器；以及 照射X射線檢測(cè)單元，包括(a) 參考電壓源；(b) 用于在所述公共節(jié)點(diǎn)處建立充電電壓的電荷源；(c) 脈沖的脈寬調(diào)制列的源，可切換地連接到所述充電電壓源和所述公共節(jié)點(diǎn)以改 變注入到所述外部電容器的電荷從而在公共節(jié)點(diǎn)上建立表示所述外部電容器和所述 像素電容器之間電荷平衡的電壓；(d) 控制器，用于在等待照射X射線的發(fā)生時(shí)以把所述脈沖列的所述脈寬設(shè)置為使 所述公共節(jié)點(diǎn)電壓維持在由所述參考電壓確定的預(yù)定值所必需的第一持續(xù)時(shí)間，以及 在X射線照射在所述板上期間調(diào)節(jié)所述脈寬至使所述公共節(jié)點(diǎn)電壓維持為所述預(yù)定 值所需要的第二持續(xù)時(shí)間；以及(e) 響應(yīng)于所述第二脈寬持續(xù)時(shí)間的脈寬檢測(cè)電路，用于輸出指示來自所述遠(yuǎn)程源 的X射線照射的X射線檢測(cè)信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求9所述的成像傳感器，其中在X射線照射在所述成像板上期間增 加脈寬到較長的持續(xù)時(shí)間以增加在所述外部電容器上的電荷以對(duì)應(yīng)于像素電容器陣 列上增加的電荷。
11. 如權(quán)利要求9所述的成像傳感器，其中在等待檢測(cè)所述成像板上的X射線照 射的開始時(shí)，將與所述公共節(jié)點(diǎn)相對(duì)的所述像素電容器的各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到虛地，并且 在檢測(cè)到X射線照射的開始后，除了一部分之外的所有單個(gè)像素節(jié)點(diǎn)都與所述虛地?cái)嚅_；這樣保持虛地與所述一部分的連接而使得檢測(cè)在所述成像板上x射線的照射的停 止成為可能。
12. 如權(quán)利要求11所述的成像傳感器，其中當(dāng)關(guān)于保持連接到虛地的所述一部分像素的電荷注入降到所述預(yù)定門限值之下時(shí)，所述控制信號(hào)發(fā)生器指示X射線照射的 終止。
13. 如權(quán)利要求11所述的成像傳感器，其中所述部分包括像素的至少一行。
14. 如權(quán)利要求11所述的成像傳感器，其中所述電荷平衡電容器是可變電容器， 而所述控制單元包括用于在所述控制信號(hào)發(fā)生器指示在所述成像板上存在X射線照 射之后改變所述電容器值的裝置。
15. 如權(quán)利要求11所述的成像傳感器，其中所述電荷源是可編程恒定電流源，它 在檢測(cè)到X射線照射之前把第一水平的充電電流輸出到所述電荷平衡電容器，并且在 檢測(cè)到X射線照射之后把第二、較低水平的充電電流輸出到其中電荷平衡電容器。
16. 用于獨(dú)立地檢測(cè)來自遠(yuǎn)程X射線源的照射X射線的存在的一種數(shù)字放射線攝 影X射線成像傳感器，包括成像板，包括成像像素的二維陣列，每個(gè)像素具有被照射X射線直接或間接地充 電以建立受X射線照射的物體的圖像的固有電容器； 參考電壓源；連接在到所述像素固有電容器的公共節(jié)點(diǎn)處的電荷平衡電容器； 電荷注入源；脈沖列的源，可切換地連接到所述公共節(jié)點(diǎn)和所述電荷注入源，響應(yīng)于在所述電 荷平衡電容器和所述成像像素電容器之間的電荷平衡的變化而對(duì)所述脈沖進(jìn)行寬度 調(diào)制，以在所述公共節(jié)點(diǎn)處維持由所述參考電壓確定的恒定充電電壓，在所述成像像 素上X射線照射的開始期間，所述脈寬持續(xù)時(shí)間增加到門限值之上；以及脈寬調(diào)制檢測(cè)器，用于響應(yīng)于門限值之上的脈寬持續(xù)時(shí)間而產(chǎn)生指示在所述成像 板上照射X射線的存在的輸出控制信號(hào)。
17. 如權(quán)利要求16所述的成像傳感器，其中當(dāng)所述脈寬持續(xù)時(shí)間增加到所述門限 值之上時(shí)，所述輸出控制信號(hào)指示X射線照射的開始，并且當(dāng)所述脈寬持續(xù)時(shí)間下降 到所述門限值之下時(shí)，指示X射線照射的停止。
18. 如權(quán)利要求16所述的成像傳感器，其中，在等待檢測(cè)在所述成像板上X射線 照射的開始時(shí)，將與所述公共節(jié)點(diǎn)相對(duì)的所述像素電容器的各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到虛地，并 且在檢測(cè)到X射線照射開始之后，除了一部分之外的所有單個(gè)像素節(jié)點(diǎn)都與所述虛地 斷開；這樣保持虛地與所述一部分的連接使得;險(xiǎn)測(cè)在所述成像上x射線的照射的停止成為可能。
19. 如權(quán)利要求18所述的成像傳感器，其中，當(dāng)關(guān)于保持連接到虛地的所述一部 分像素的電荷注入降到所述預(yù)定門限值之下時(shí)，所述控制信號(hào)發(fā)生器指示X射線照射 的終止。
20. 如權(quán)利要求18所述的成像傳感器，其中，所述部分包括像素的至少一行。
21. 如權(quán)利要求18所述的成像傳感器，其中，所述電荷平衡電容器是可變電容器， 并且所述控制單元包括用于在所述控制信號(hào)發(fā)生器指示在所述成像板上存在X射線 照射之后改變所述電容器值的裝置。
22. 如權(quán)利要求18所述的成像傳感器，其中，所述電荷源是可編程恒定電流源， 它在檢測(cè)到X射線照4t之前把第一水平的充電電流輸出到電荷平衡電容器，并且在檢 測(cè)到X射線照射之后把第二、較低水平的充電電流輸出到所述電荷平衡電容器。
23. 用于檢測(cè)數(shù)字放射線攝影成像板上X射線照射的方法，所述數(shù)字放射線攝影 成像板具有成像像素的二維陣列，每個(gè)像素具有被照射X射線直接或間接地充電以建 立受X射線照射的物體的圖像的固有電容器，包括提供連接在到所述成像像素的電容器的公共節(jié)點(diǎn)處的外部電容器； 在所述成像板上發(fā)生X射線照射之前的期間，在響應(yīng)于在所述公共節(jié)點(diǎn)處感測(cè)的充電電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制的脈沖列的控制下，通過把充電脈沖注入所述外部電容器而在所述像素電容器上建立預(yù)定的偏置電壓；以及檢測(cè)所述脈沖列的寬度調(diào)制，并且當(dāng)檢測(cè)到的脈寬超過預(yù)定門限值時(shí)，產(chǎn)生指示在所述成像板上X射線照射開始的輸出控制信號(hào)。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，還包括下列步驟 提供參考電壓；控制所述脈寬調(diào)制以將在所述公共節(jié)點(diǎn)上的充電電壓相對(duì)于所述參考電壓維持在 恒定值；其中在所述成像板上X射線照射開始時(shí)，增加所述脈寬以維持在所述外部電容器 和所述像素電容器之間的電荷平衡，從而使在所述公共節(jié)點(diǎn)上的電荷值維持在恒定值。'
25. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，在所述之前期間，與所述公共節(jié)點(diǎn)相對(duì)的 所述成像像素的各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到虛地電位，所述方法還包括下列步驟響應(yīng)于表示X射線照射的開始的所述輸出信號(hào)，將除了一部分之外的所有成像像 素與虛地電位斷開；繼續(xù)監(jiān)視在所述外部電容器和成像像素的一部分之間的所述公共節(jié)點(diǎn)處的電荷平衡；以及當(dāng)所述脈寬降到所述預(yù)定門限值之下時(shí)，產(chǎn)生指示X射線照射的停止的第二輸出 信號(hào)。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述一部分包括像素的至少一行。
27. 如權(quán)利要求25所述的方法，還包括下列步驟在產(chǎn)生指示X射線照射開始的所述控制信號(hào)之后，改變所述外部電容器的值，從 而增強(qiáng)X射線照射的停止的檢測(cè)。
28. 如權(quán)利要求25所述的方法，還包括下列步驟 把可編程水平的充電電流輸入到所述電荷平衡電容器；在檢測(cè)到X射線照射之前向所述電荷平衡電容器設(shè)置充電電流的第一水平；以及 在檢測(cè)到X射線照射之后向所述電荷平衡電容器設(shè)置充電電流的第二、較低的水平。
全文摘要
一種無線、獨(dú)立的數(shù)字成像傳感器利用外部電荷平衡電容器在傳感器板中充電電容器和像素固有電容器之間的公共節(jié)點(diǎn)處建立檢測(cè)電壓?？勺儗挾让}沖列響應(yīng)于檢測(cè)電壓而控制注入到外部電容器的電荷以在公共處維持等于參考電壓的恒定電壓。檢測(cè)到表示開始露出X射線的脈沖寬度增加到門限水平之上，從而產(chǎn)生用于控制成像傳感器的后續(xù)圖像獲取功能的輸出控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/32GK101346988SQ200680049091
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者G·蓋斯比施, J·M·西爾伯曼, J·R·豪弗, J·約克斯頓, S·杜爾亞蒂 申請(qǐng)人:卡爾斯特里姆保健公司