图像拾取装置、图像拾取系统、控制图像拾取装置的方法、控制图像拾取系统的方法、以及程序

技术领域

本发明涉及图像拾取装置、图像拾取系统、用于控制图像拾取装 置和图像拾取系统的方法、以及程序。特别地，本发明涉及适合用于 静止图像拍摄(诸如医疗诊断中的一般拍摄)和运动图像拍摄(诸如 荧光照相法(fluorography))的放射线图像拾取装置和放射线图像 拾取系统、其控制方法、以及程序。注意，在本发明中，除了由于放 射性衰变发射的粒子(包括光子)产生的α射线、β射线和γ射线之 外，放射线还包括具有等于或大于α射线、β射线和γ射线的能量的 能量的射束(包括X射线、粒子束和宇宙射线)。

背景技术

近年来，作为用于医疗图像诊断和非破坏性检查的图像拾取装 置，利用由半导体材料形成的平板检测器(以下称为“FPD”)的放射 线图像拾取装置已经投入实际使用中。这种放射线图像拾取装置被用 作用于医疗图像诊断中的静止图像拍摄(诸如一般拍摄)和运动图像 拍摄(诸如荧光照相法)的数字图像拾取装置。

这种放射线图像拾取装置包括如上所述的检测器、驱动该检测器 的驱动电路、从检测器读取模拟电信号的读取电路和将模拟电信号转 换为数字信号的A/D转换器。A/D转换器输出在拍摄时获得的数字图 像信号和用于校正的图像信号。当要在较短的时间段内从图像拾取装 置输出图像信号时，图像拾取装置包括多个A/D转换器。

然而，A/D转换器可能产生非线性，该非线性作为输入的模拟电 信号和输出的数字信号之间的转换特性(A/D转换特性)并非理想的 线性特性。特别地，如果图像拾取装置具有多个A/D转换器，则A/D 转换器的非线性彼此不同，并且由数字信号生成的图像可能导致例如 归因于图像不均匀的奇怪感觉。当这种奇怪感觉是由于不均匀等而产 生时，优选的是抑制该非线性或校正该非线性导致的不利影响。

专利文献1公开了一种A/D转换电路，其在与从A/D转换单元 输出的信号指定的地址对应的部分中作为地址数据存储与从A/D转 换单元输出的信号同步的基准信号，并根据该基准信号校正从A/D转 换单元输出的信号。该A/D转换电路的使用使得能够减少由A/D转 换单元的非线性导致的图像的奇怪感觉并实现高的图像质量。

此外，专利文献2公开了一种包括校正单元的A/D转换电路， 该校正单元根据从A/D转换单元输出的信号之一校正从多个A/D转 换单元输出的信号。该A/D转换电路的使用使得能够减少由A/D转 换单元的非线性之间的差异导致的奇怪感觉并实现高的图像质量。

引文列表

专利文献

PTL 1：日本专利公开No.2005-210480

PTL 2：日本专利公开No.2005-210396

发明内容

技术问题

在专利文献1和2中，通过如上所述地校正从A/D转换器输出 的数字信号，抑制了由A/D转换器的非线性导致的奇怪感觉。然而， 出现了如下问题，即当要执行专利文献1和2中公开的校正时，需要 许多电路来校正数字信号。此外，需要预先获得用于校正A/D转换器 的非线性的转换数据的处理、和每当输出数字信号时执行数字校正的 处理，并且由此，系统较复杂。

本发明提供一种图像拾取装置和图像拾取系统，其具有简单的配 置，并能够通过执行简单的处理来降低由归因于多个A/D转换器的非 线性之间的差异的图像不均匀导致的奇怪感觉。

问题的解决方案

在诸多考虑后，本申请的发明人得到了本发明的下列实施例。

根据本发明的一实施例，提供了一种图像拾取装置，其包括：检 测器，被配置为包括排列成矩阵的多个像素，该多个像素用于将放射 线或光束转换为模拟电信号，并被分成至少第一像素组和第二像素 组；信号处理器，被配置为包括读取电路单元、A/D转换单元和数字 数据处理电路，该读取电路单元包括与第一像素组电连接的第一读取 电路和与第二像素组电连接的第二读取电路，并且逐行地读取从检测 器输出的模拟电信号，该A/D转换单元包括与第一读取电路电连接的 第一A/D转换器和与第二读取电路电连接的第二A/D转换器，并且 将从读取电路单元输出的模拟电信号转换为数字数据项并输出该数 字数据项，该数字数据处理电路处理该数字数据项；以及控制器，被 配置为控制信号处理器。控制器控制信号处理器，以使得信号处理器 执行若干次在直流电势被改变的同时将直流电势添加到从读取电路 单元输出的一定像素的模拟电信号、将结果得到的信号供应给A/D转 换单元、并向数字数据处理电路输出数字数据项的信号处理操作，以 及执行使用数字数据处理电路来求与该一定像素对应的输出数字数 据项的平均值的平均处理操作。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种控制图像拾取装置的方 法，该图像拾取装置包括配置为包括排列成矩阵的多个像素的检测器 以及配置为包括读取电路单元、A/D转换单元和数字数据处理电路的 信号处理器，该多个像素用于将放射线或光束转换为模拟电信号，并 被分成至少第一像素组和第二像素组，该读取电路单元包括与第一像 素组电连接的第一读取电路和与第二像素组电连接的第二读取电路， 并且逐行地读取从检测器输出的模拟电信号，该A/D转换单元包括与 第一读取电路电连接的第一A/D转换器和与第二读取电路电连接的 第二A/D转换器，并且将从读取电路单元输出的模拟电信号转换为数 字数据项并输出该数字数据项，该数字数据处理电路处理该数字数据 项。该方法包括：被执行若干次的在直流电势被改变的同时将直流电 势添加到从读取电路单元输出的一定像素的模拟电信号、将结果得到 的信号供应给A/D转换单元、并向数字数据处理电路输出数字数据项 的信号处理操作；以及使用数字数据处理电路来求与该一定像素对应 的输出数字数据项的平均值的平均处理操作。

根据本发明又一实施例，提供了一种使计算机控制图像拾取装置 的程序，该图像拾取装置包括配置为包括排列成矩阵的多个像素的检 测器以及配置为包括读取电路单元、A/D转换单元和数字数据处理电 路的信号处理器，该多个像素用于将放射线或光束转换为模拟电信 号，并被分成至少第一像素组和第二像素组，该读取电路单元包括与 第一像素组电连接的第一读取电路和与第二像素组电连接的第二读 取电路，并且逐行地读取从检测器输出的模拟电信号，该A/D转换单 元包括与第一读取电路电连接的第一A/D转换器和与第二读取电路 电连接的第二A/D转换器，并且将从读取电路单元输出的模拟电信号 转换为数字数据项并输出该数字数据项，该数字数据处理电路处理该 数字数据项。该程序使得计算机执行对图像拾取装置的控制，该控制 包括步骤：执行若干次在直流电势被改变的同时将直流电势添加到从 读取电路单元输出的一定像素的模拟电信号、将结果得到的信号供应 给A/D转换单元、并向数字数据处理电路输出数字数据项的操作；以 及使用数字数据处理电路来求与该一定像素对应的输出数字数据项 的平均值。

本发明的有益效果

因此，能够提供一种图像拾取装置和图像拾取系统，其能够以简 单的配置和简单的处理来降低归因于由A/D转换器的非线性之间的 差异导致的图像不均匀的奇怪感觉。

附图说明

[图1]图1是示意性地示出根据本发明实施例的图像拾取装置的 框图。

[图2A]图2A是示意性地示出图像拾取系统的图，其包括示意性 地示出根据本发明的实施例的图像拾取装置的等效电路的图。

[图2B]图2B是示出用于详细说明读取电路的等效电路的图。

[图3]图3是示出根据本发明实施例的图像拾取装置的操作的时 序图。

[图4A]图4A是示出根据本发明实施例的信号处理单元的操作的 框图。

[图4B]图4B是示出由校正处理器执行的校正处理的时序图。

[图5A]图5A是示出由A/D转换器的A/D转换特性之间的差异 导致的不利影响的图。

[图5B]图5B是示出由A/D转换器的A/D转换特性之间的差异 导致的不利影响的图。

[图6A]图6A是示出没有经受校正处理的图像数据的图。

[图6B]图6B是示出已经经受校正处理的图像数据的图。

[图7]图7是示意性地示出采用根据本发明实施例的图像拾取装 置的放射线图像拾取系统的图。

具体实施方式

下文中将参考附图描述本发明的优选实施例。

图1是示意性地示出根据本发明实施例的图像拾取装置的框图。 图1中所示的图像拾取装置100包括检测器101和驱动电路102，该 检测器101包括用于将放射线或光束转换为模拟电信号并且排列成矩 阵的多个像素，该驱动电路102驱动检测器101以使得输出模拟电信 号。在该实施例中，为描述简单起见，检测器101包括排列成八行和 八列的矩阵的像素，且被分成第一像素组101a和第二像素组101b， 第一像素组101a和第二像素组101b中的每一个包括四个像素行。作 为从第一像素组101a中包括的像素输出的模拟电信号的像素信号由 与第一像素组101a电连接的第一读取电路103a读取。作为已经从第 一读取电路103a中包括的像素输出的模拟电信号的像素信号113由 与第一读取电路103a电连接的第一A/D转换器104a转换为数字数据 114。类似地，从第二像素组101b输出的模拟电信号由与第二像素组 101b电连接的第二读取电路103b和与第二读取电路103b电连接的第 二A/D转换器104b读取和转换为数字数据。通过以下将会描述的数 字数据处理电路105，使从第一A/D转换器104a和第二A/D转换器 104b输出的数字数据经受信号处理、数字多路复用处理、偏移(offset) 校正处理等等，以便作为数字图像信号输出。信号处理器106包括包 含第一读取电路103a和第二读取电路103b的读取电路单元103、包 括第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b的A/D转换单元104 以及数字数据处理电路105。然后图像拾取装置100还包括向信号处 理器106施加偏压的电源单元107。该电源单元107向读取电路单元 103施加基准电压Vrefl、Vref2和Vref3。图像拾取装置100还包括 控制器108，其控制信号处理器106和电源单元107中的至少一个。 控制器108将控制信号118供应给电源单元107。控制器108将控制 信号116、117和120供应给读取电路单元103。然后，控制器108将 驱动控制信号119供应给驱动电路102。驱动电路102响应于驱动控 制信号119而将驱动信号111供应给检测器101。此外，控制器108 将偏移控制信号140供应给读取电路单元103，该偏移控制信号140 用于改变要添加到从差分放大器(以下将会描述)输出的信号上的直 流电势。

图2A是示意性地示出图像拾取系统的图，其包括示意性地示出 根据本发明实施例的图像拾取装置的等效电路的图。注意与图1中所 示相同的部件由图1中所用的相同的附图标记表示，且因此，其详细 说明被省略。该检测器101包括排列成矩阵的多个像素201。在图2A 中，8×8的像素201排列成八行和八列的矩阵。像素201中的每一个 包括将放射线或光束转换为电荷的转换元件S和输出与该电荷对应的 电信号的切换元件T。作为将光束转换为电荷的转换元件S，适于使 用光电转换元件，诸如主要包括布置在绝缘衬底(诸如玻璃衬底)上 的非晶硅的PIN型光电二极管。作为将放射线转换为电荷的转换元件 S，适于使用间接转换元件或直接将放射线转换为电荷的直接变换元 件，该间接转换元件在光电转换元件的放射线进入侧包括将放射线转 换为具有可被光电转换元件感测的波长带的光束的波长转换体。作为 切换元件T，适于使用具有控制端子以及第一主端子和第二主端子的 晶体管。当光电转换元件与布置在绝缘衬底上的像素对应时，适于使 用薄膜晶体管(TFT)。转换元件S的一个电极与切换元件T的第一 主端子和第二主端子之一电连接，且另一电极通过公用线与偏压电源 106a电连接。例如包括在布置于同一行中的像素内的切换元件T11 到T18具有共同地与第一行的驱动线G1电连接的控制端子，并通过 驱动线G逐行地从驱动电路102接收用于控制切换元件导通状态的驱 动信号。在同一列中的切换元件(例如，切换元件T11到T81)具有 与第一列的信号线Sig1电连接的第二主端子。在处于导通状态中时， 开关元件T11到T81通过信号线Sig1向读取电路单元103输出与相 应转换元件的电荷对应的电信号。信号线Sig1和在列方向上设置的信 号线Sig2到Sig8将从包括在检测器101内的像素输出的电信号并行 地传送给读取电路单元103。在该实施例中，检测器101被分成第一 像素组101a和第二像素组101b，第一像素组101a和第二像素组101b 中的每个具有四个像素行。在该实施例中，包括在第一到第四行内的 像素对应于包括在第一像素组101a内的第一像素，而包括在第五到 第八行内的像素对应于包括在第二像素组101b内的第二像素。从第 一像素组101a输出的模拟电信号由包括在读取电路单元103内的第 一读取电路103a并行地读取，而从第二像素组101b输出的模拟电信 号由第二读取电路103b并行地读取。

第一读取电路103a包括第一放大电路单元202a和第一采样保持 电路单元203a，该第一放大电路单元202a放大从第一像素组101a并 行地输出的电信号，该第一采样保持电路单元203a采样并保持从第 一放大电路单元202a供应的电信号。类似地，第二读取电路103b包 括第二放大电路单元202b和第二采样保持电路单元203b。第一读取 电路103a和第二读取电路103b分别包括第一多路复用器204a和第 二多路复用器204b，其将由第一采样保持电路单元203a和第二采样 保持电路单元203b并行读取的电信号作为串行图像信号依次输出。 此外，第一读取电路103a和第二读取电路103b分别包括第一差分放 大器205a和第二差分放大器205b，其用作输出经受阻抗转换的图像 信号的输出缓冲器。第一差分放大器205a和第二差分放大器205b中 的每一个都包括差分放大器和可变电容器。第一差分放大器205a和 第二差分放大器205b具有通过电容器分别与D/A转换器DACa和 DACb连接的输入端子。当将控制信号140供应给D/A转换器DACa 和DACb时，控制要被添加到从第一差分放大器205a和第二差分放 大器205b输出的信号上的直流电势。包括D/A转换器DACa和DACb 以及电容器的电路配置对应于直流电势控制电路。通过信号缓冲器 SFS把从像素输出的电信号提供给第一差分放大器205a或第二差分 放大器205b。此外，通过噪声缓冲器SFN把噪声成分提供给第一差 分放大器205a或第二差分放大器205b。从像素输出的已经被输入到 第一差分放大器205a的电信号中减去噪声成分并向第一A/D转换器 104a输出结果得到的信号。类似地，从像素输出的已经被输入到第二 差分放大器205b的电信号中减去噪声成分并向第二A/D转换器104b 输出结果得到的信号。电源单元107将基准电压Vref3供应给第一 A/D转换器104a和第二A/D转换器104b。这里，电源单元107以预 定的定时通过复位开关SRS将基准电压Vref2供应给第一读取电路 103a和第二读取电路103b的信号缓冲器SFS的栅极。此外，电源单 元107以预定的定时通过复位开关SRN将基准电压Vref2供应给第 一读取电路103a和第二读取电路103b的噪声缓冲器SFN的栅极。 也就是说，复位开关SRS和SRN以预定的定时将基准电压Vref2供 应给缓冲器SFS和SFN的栅极，由此以预定的定时使向差分放大器 205a和205b输入的信号复位。

控制器108将控制信号116供应给第一放大电路单元202a和第 二放大电路单元202b。此外，控制器108将控制信号117a供应给复 位开关SRS和SRN，并将控制信号117b供应给第一多路复用器204a 和第二多路复用器204b。此外，控制器108将控制信号120s和120n 分别供应给第一采样保持电路单元203a和第二采样保持电路单元 203b。此外，控制器108将控制信号129供应给第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b，并将控制信号130供应给数字数据处理电 路105，以便控制第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b以及 数字数据处理电路105。此外，控制器108将控制信号140供应给与 第一差分放大器205a和第二差分放大器205b连接的D/A转换器 DACa和DACb，以便控制要被添加到从第一差分放大器205a和第二 差分放大器205b输出的模拟电信号上的直流电势。

图2B是示出用于详细说明读取电路单元103的等效电路的图。 第一放大电路单元202a包括放大电路，该放大电路的每个包括放大 并输出从像素读取的电信号(像素信号)的运算放大器A、积分电容 器Cf、使积分电容器Cf复位的复位开关RC。运算放大器A具有接 收输出电信号的反向输入端子和输出放大后的电信号的输出端子。运 算放大器A具有接收从电源单元107供应的基准电压Vref1的非反向 输入端子。此外，该积分电容器Cf被布置在运算放大器A的反向输 入端子和输出端子之间，而复位开关RC与积分电容器Cf并联连接。 第一采样保持电路单元203a包括对于各个放大电路的用于奇数行信 号的采样保持电路、用于偶数行信号的采样保持电路、用于奇数行噪 声的采样保持电路和用于偶数行噪声的采样保持电路。每一个用于奇 数行信号的采样保持电路包括对从奇数行中的像素供应的电信号采 样的采样开关SHOS和保持奇数行中的像素信号的采样电容器Chos。 每一个用于偶数行信号的采样保持电路包括对偶数行中的像素信号 采样的采样开关SHES和保持偶数行中的像素信号的采样电容器 Ches。每一个用于奇数行噪声的采样保持电路包括在采样奇数行的像 素信号之前对运算放大器的噪声成分采样的采样开关SHON和保持 噪声信号的采样电容器Chon。每一个用于偶数行噪声的采样保持电 路包括在采样偶数行的像素信号之前对运算放大器的噪声采样的采 样开关SHEN和保持噪声信号的采样电容器Chen。第一多路复用器 204a包括对于各个放大电路的与用于奇数行信号的采样保持电路对 应的开关MSOS和与用于偶数行信号的采样保持电路对应的开关 MSES。第一多路复用器204a还包括对于各个放大电路的与用于奇数 行噪声的采样保持电路对应的开关MSON和与用于偶数行噪声的采 样保持电路对应的开关MSEN。然后，通过依次选择开关来执行将像 素信号或噪声成分的并行信号转换为串行信号的处理。

接下来，将参考图2A、图2B和图3描述根据本发明该实施例 的图像拾取装置的操作。图3是示出根据本发明实施例的图像拾取装 置的图像拾取操作的时序图。

在本发明该实施例的操作中，应该记住以下几点。首先，对于逐 行执行的输出操作，根据本发明该实施例的图像拾取装置执行A/D转 换操作若干次(在该实施例中是两次)。也就是说，图像拾取装置对 于一个信号执行若干次转换操作。其次，根据本发明该实施例的图像 拾取装置通过向从读取电路单元输出且向A/D转换器输入的信号施 加不同的直流电势来执行A/D转换操作若干次。然后，根据本发明该 实施例的图像拾取装置对于一个信号求通过执行若干次A/D转换操 作获得的多个数字数据项的平均值，以便提供单个数据。

首先，图像拾取装置100逐行地执行输出像素的操作。在输出操 作执行之前，用放射线或光束照射检测器101，且在转换元件S中产 生与放射线或光束对应的电荷。当逐行地开始输出操作时，控制器108 将偏移控制信号140供应给D/A转换器DACa和DACb，并且要被施 加到从第一差分放大器205a和第二差分放大器205b输出的信号(其 为从读取电路单元103输出的模拟电信号)的直流电势被设为第一直 流电势。随后，控制器108将控制信号116供应给复位开关RC并且 通过复位开关RC使积分电容器Cf复位，由此使放大电路复位。接 下来，控制器108将控制信号120n和12oe供应给第一采样保持电路 单元203a和第二采样保持电路单元203b。通过这个，使得用于奇数 行噪声的采样保持电路的采样开关SHON处于导通状态并且已经复 位的放大电路的噪声成分被传送到采样电容器Chon。然后，使得采 样开关SHON处于不导通状态并且噪声成分保持在采样电容器Chon 中。接下来，驱动电路102将驱动信号111供应给第一行的驱动线 G1以使第一行的开关元件T11至T18处于导通状态。通过这个，与 第一行的转换元件S11至S14中产生的电荷对应的模拟电信号通过信 号线Sig1到Sig4并行地从相应像素传送至第一读取电路103a。此外， 与第一行的转换元件S15至S18中产生的电荷对应的模拟电信号通过 信号线Sig5到Sig8并行地从相应像素传送至第二读取电路103b。然 后，控制器108将控制信号120s和120oe供应给第一采样保持电路单 元203a和第二采样保持电路单元203b。通过这个，使得用于奇数行 信号的采样保持电路的采样开关SHOS处于导通状态，并且通过放大 电路向采样电容器Chos传送读取的像素信号。这里，将放大电路的 噪声成分添加到像素信号。然后，使得采样开关SHOS处于不导通状 态，并且在采样电容器Chon中存储已经加上噪声成分的像素信号。

接下来，图像拾取装置100执行如下所述的信号处理操作。控制 器108将控制信号117a供应给复位开关SRS和SRN。通过这个，使 得复位开关SRS和SRN处于导通状态且向缓冲器SRS和SRN的栅 极施加基准电压Vref2，由此使第一差分放大器205a和第二差分放大 器205b的输入复位。也就是说，复位开关SRS和SRN用作复位单元， 其向第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b输出复位信号。 这里，将通过由D/A转换器DACa和DACb向从已经被复位的第一 差分放大器205a和第二差分放大器205b输出的信号添加第一直流电 势而获得的信号供应给第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b。 也就是说，由D/A转换器DACa和DACb将第一直流电势添加到从 读取电路单元输出的模拟电信号上，并且将结果得到的信号供应给第 一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b。然后，第一A/D转换 器104a和第二A/D转换器104b把输入信号转换为数字数据项Nd1 和Nd4，并且将数字数据项Nd1和Nd4供应给数字数据处理电路105。 数字数据项Nd1和Nd4是包括第一直流电势的第一差分放大器205a 和第二差分放大器205b的复位数据项。接下来，使得复位开关SRS 和SRN处于不导通状态，同时将已经由D/A转换器DACa和DACb 添加了第一直流电势的信号供应给第一A/D转换器104a和第二A/D 转换器104b。然后，第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b 把输入信号转换为数字数据项Sd1和Sd4，并且向数字数据处理电路 105输出数字数据项Sd1和Sd4。该操作称为伪(pseudo)数据输出 操作。

接下来，再一次使得复位开关SRS和SRN处于导通状态，将基 准电压Vref2供应给缓冲器SFS和SFN的栅极，并且再一次使第一 差分放大器205a和第二差分放大器205b的输入复位。在这时候，向 第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b输入通过由D/A转换 器DACa和DACb向从第一差分放大器205a和第二差分放大器205b 输出的信号添加第一直流电势而获得的信号。然后，第一A/D转换器 104a和第二A/D转换器104b把该输入信号转换为数字数据项N(1，1) 和N(1，5)并向数字数据处理电路105输出数字数据项N(1，1)和N(1， 5)。如同数字数据项Nd1和Nd4一样，数字数据项N(1，1)和N(1，5) 用作包括第一直流电势的第一差分放大器205a和第二差分放大器 205b的复位数据项。该操作称为复位数据输出操作。

接下来，控制器108将控制信号117b供应给第一多路复用器 204a和第二多路复用器204b。响应于控制信号117b，使第一多路复 用器204a的开关MSOS1和MSON1处于导通状态。通过这个，通过 缓冲器SFS将添加有噪声成分的第一行中像素的像素信号供应给第 一差分放大器205a，并通过缓冲器SFN将噪声成分供应给第一差分 放大器205a。此外，使得第二多路复用器204b的开关MSOS5和 MSON5同时处于导通状态。由此，通过缓冲器SFS向第二差分放大 器205b提供已添加噪声成分的第五行中像素的像素信号，并通过缓 冲器SFN向第二差分放大器205b提供噪声成分。添加有噪声成分的 像素信号和噪声成分通过第一差分放大器205a和第二差分放大器 205b经受差分处理。然后，从第一差分放大器205a和第二差分放大 器205b放大并输出已经受差分处理的像素信号。由此，去除从放大 器电路输出的信号的噪声成分。第一A/D转换器104a和第二A/D转 换器104b把输出像素信号转换为数字数据项S(1，1)和S(1，5)并向数 字数据处理电路105输出数字数据项S(1，1)和S(1，5)。通过向从第一 差分放大器205a和第二差分放大器205b输出的像素信号添加第一直 流电势而获得数字数据项S(1，1)和S(1，5)。该操作称为像素数据输出 操作。

接下来，再一次执行复位数据输出操作，从第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b向数字数据处理电路105输出数字数据项N(1， 2)和N(1，6)。通过向从已被复位的第一差分放大器205a和第二差分 放大器205b输出的信号添加第一直流电势而获得数字数据项N(1，2) 和N(1，6)。

然后，对第二行和第六行执行像素数据输出操作，而且第一A/D 转换器104a和第二A/D转换器104b向数字数据处理电路105输出数 字数据项S(1，2)和S(1，6)。通过向从第一差分放大器205a和第二差 分放大器205b输出的像素信号添加第一直流电势而获得数字数据项 S(1，2)和S(1，6)。

类似地，依次执行复位数据输出操作、对第三行和第七行的像素 数据输出操作、复位数据输出操作和对第四行和第八行的像素数据输 出操作。由此，输出数字数据项N(1，3)和N(1，7)、数字数据项S(1，3) 和S(1，7)、数字数据项N(1，4)和N(1，8)以及数字数据项S(1，4)和S(1， 8)。这里，通过向从已被复位的第一差分放大器205a和第二差分放大 器205b输出的信号添加第一直流电势而获得数字数据项N(1，3)、N(1， 7)、N(1，4)和N(1，8)。此外，通过向从第一差分放大器205a和第二差 分放大器205b输出的像素信号添加第一直流电势获得数字数据项S(1， 3)、S(1，7)、S(1，4)和S(1，8)。

其后，执行两次伪复位数据输出操作，并向数字数据处理电路 105输出数字数据项Nd2和Nd5、数字数据项Sd2和Sd5、数字数据 项Nd3和Nd6以及数字数据项Sd3和Sd6。如同如上所述的伪复位 数据输出操作一样，这些数字数据项是通过由D/A转换器DACa和 DACb向从第一差分放大器205a和第二差分放大器205b输出的信号 添加第一直流电势而获得的。

从第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b输出的数据项 通过数字数据处理电路105经受在下文中将会描述的校正处理，以便 获得校正后的像素数据项D(1，1)到D(1，4)以及校正后的像素数据项 D(1，5)到D(1，8)。

如上所述，逐行地对像素执行第一信号处理操作。第一信号处理 操作包括使用已被添加的第一直流电势的、伪复位数据输出操作、逐 行地执行的复位数据输出操作和像素数据输出操作、以及再一次执行 两次的伪复位数据输出操作。在第一信号处理操作中从A/D转换单元 104输出的数字数据项称为第一数字数据项。

随后，控制器108向D/A转换器DACa和DACb提供偏移控制 信号140，从第一差分放大器205a和第二差分放大器205b输出的信 号的直流电势被设为第二直流电势，并且逐行地对像素执行类似于第 一信号处理操作的第二信号处理操作。具体地，执行伪复位输出操作 以便输出数字数据项N’d1和N’d4。然后，逐行地执行复位数据输出 操作以便输出数字数据项N’(1，1)、N’(1，5)、N’(1，2)、N’(1，6)、N’(1， 3)、N’(1，7)、N’(1，4)和N’(1，8)。此外，执行像素数据输出操作以便 输出数字数据项S’(1，1)、S’(1，5)、S’(1，2)、S’(1，6)、S’(1，3)、S’(1，7)、 S’(1，4)和S’(1，8)。然后，执行两次伪复位数据输出操作以便输出数 字数据项N’d2、N’d5、S’d2、S’d5、N’d3、N’d6、S’d3和S’d6。和 第一信号处理操作一样，数字数据处理电路105执行在下文中将会描 述的校正处理，以便获得校正后的像素数据项D’(1，1)到D’(1，4)和校 正后的像素数据项D’(1，5)到D’(1，8)。在第二信号处理操作中从A/D 转换单元104输出的数字数据项称为第二数字数据项。

然后，数字数据处理电路105对于与一个像素对应的每一个数据 项求通过第一信号处理操作获得的校正后的像素数据项D(m，n)和通 过第二信号处理操作获得的校正后的像素数据项D’(m，n)的平均值， 以便产生输出数据项DA(m，n)。该操作称为平均处理操作。然后，通 过包括第一信号处理操作、第二信号处理操作和平均处理操作的数据 处理操作实现对像素逐行执行的读取操作。然后，重复地执行逐行的 读取操作以便实现对于一个图像的读取操作。

如上所述，在该实施例中，当直流电势对于包括在相同行内的像 素的像素信号而改变时，执行两次A/D转换操作且求与像素对应的数 字数据项的平均值以便获得最终的输出数据。

这里，在该实施例中，当对于第一行的数据处理操作被执行时， 执行对于第二行的像素输出操作。首先，如同第一行一样，通过复位 开关RC使积分电容器Cf复位，由此使放大电路复位。其次，使得 用于偶数行噪声的采样保持电路的采样开关SHEN处于导通状态，并 且已被复位的放大电路的噪声成分被传送到采样电容器Chen。然后， 使得采样开关SHEN处于不导通状态并且噪声成分存储在采样电容 器Chen中。接下来，驱动电路102将驱动信号111供应给第二行的 驱动线G2，以使第二行的开关元件T21至T28处于导通状态。由此， 将与第二行的转换开关S21到S24中产生的电荷对应的模拟电信号通 过信号线Sig1到Sig4并行地从像素传送到第一读取电路103a。此外， 将对应于第二行的转换元件S25到S28中产生的电荷的模拟电信号通 过信号线Sig5到Sig8并行地从像素传送到第二读取电路103b。然后， 使得用于偶数行信号的采样保持电路的采样开关SHES处于导通状 态，并且通过放大电路向采样电容器Ches传送读取的像素信号。这 里，向像素信号添加放大电路的噪声成分。然后，使得采样开关SHEN 处于不导通状态并且添加有噪声成分的像素信号存储在采样电容器 Chen中。在对于第二行的像素数据输出操作中，如同第一行一样， 使得第一多路复用器204a和第二多路复用器204b的开关MSES和 MSEN依次处于导通状态。其它操作与那些对第一行执行的操作相 同。为了执行输出操作和数据处理操作，对于某一行的输出操作在执 行对于前一行的输出操作的同时被执行。因此，当和对于某一行的输 出操作在执行对于前一行的输出操作后被执行的情况相比，可以减少 对于一个图像的读取操作所需要的时间段。

接下来，将参考图4A和图4B描述由数字数据处理电路105执 行的校正处理。图4A是示出在数字数据处理电路105内包括的校正 处理器400的框图。图4B是示出由复位数据处理器401、像素数据 处理器402和加法器403执行的校正处理的时序图。注意，在该实施 例中，为第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b中的每一个 设置图4A中所示的校正处理器400。在下文的描述中，为第一A/D 转换器104a设置校正处理器400。注意校正处理器不限于此，也可以 被设置为用于对已由第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b 提供的已经受数字多路复用的数据项执行校正处理。

校正处理器400包括复位数据处理器401、像素数据处理器402、 加法器403、存储单元404、平均处理器405和并行/串行转换器406。 这里，复位数据处理器401包括多个延迟元件411～414、加法器415 和乘法器416。像素数据处理器402包括多个延迟元件421和422。

根据控制器108提供的控制信号130，将时钟信号N_CLK供应 给复位数据处理器401的延迟元件411到414，并且将时钟信号 S_CLK供应给像素数据处理器402的延迟元件421和422。将响应于 第一信号处理操作从第一A/D转换器104a输出的数字数据项Nd1供 应给校正处理器400，并响应于时钟信号N_CLK的上升沿将其存储 在复位数据处理器401的延迟元件411中。接下来，将数字数据项Sd1 供应给校正处理器400，并响应于时钟信号S_CLK的上升沿将其存 储在像素数据处理器402的延迟元件421中。接下来，将N(1，1)供应 给校正处理器400，并响应于时钟信号N_CLK的上升沿而将其存储 在延迟元件411中，而将数据项Nd1存储在延迟元件412中。接下来， 将数据项S(1，1)供应给校正处理器400，并响应于时钟信号S_CLK 的上升沿将其存储在延迟元件421中。接下来，将数据项N(1，2)供应 给校正处理器400，并响应于时钟信号N_CLK的上升沿而将其存储 在延迟元件411中，将数据项N(1，1)存储在延迟元件412中，并将数 据项Nd1存储在延迟元件413中。接下来，将数据项S(1，2)供应给校 正处理器400，并响应于时钟信号S_CLK的上升沿将其存储在延迟 元件421中。将数据项S(1，1)存储在延迟元件422中并从延迟元件422 输出到加法器403。然后，将数据项N(1，3)供应给校正处理器400， 并响应于时钟信号N_CLK的上升沿将其存储在延迟元件411中。数 据项N(1，2)被存储在延迟元件412中，数据项N(1，1)被存储在延迟元 件413中，而将数据项Nd1被存储在延迟元件414中。然后，从延迟 元件411到414输出的信号被供应给加法器415以便彼此相加。结果 得到的信号由乘法器416减到其四分之一以用于求平均值，并被提供 给加法器403。加法器403使用像素数据处理器402输出的数据和复 位数据处理器401输出的数据执行减法处理并输出校正后的像素数据 D(1，1)。通过此处理，像素数据D(1，1)由下列表达式获得：S(1， 1)-(Nd1+N(1，1)+N(1，2)+N(1，3))/4。类似地，像素数据D(1，2)由下列 表达式获得：S(1，2)-(N(1，1)+N(1，2)+N(1，3)+N(1，4))/4。具体地，在 校正处理中，首先，读取电路103在逐行地执行信号处理操作时将多 个复位信号供应给A/D转换器。第一A/D转换器104a和第二A/D转 换器104b把复位信号转换为复位数据项。校正处理器400对从第一 A/D转换器104a和第二A/D转换器104b输出的复位数据项执行加法 平均处理。然后，校正处理器400使用已经在同一个时期中从第一 A/D转换器104a和第二A/D转换器104b输出的像素数据项和已经经 受加法平均处理的复位数据项来执行减法处理，以使得获得像素数据 项D(m，n)。此外，在此实施例中，对于要经受校正处理的像素数据， 在时间上依次输出的包括在前的两个复位数据项和在后的两个复位 数据项的四个复位数据项经受加法平均处理。由此，包括高频噪声成 分的复位数据项和包括低频1/f噪声成分的复位数据项经受加法平均 处理，由此抑制包括在被处理的复位数据项内的高频噪声成分。也就 是说，在加法平均处理中，复位数据项经过低通滤波器(LPF)。因 此，已经受加法平均处理的复位数据项主要包括低频1/f噪声成分。 通过增加要经受加法平均处理的复位数据项的数量来提高LPF处理 的精度。然后，使用包括低频1/f噪声成分的像素数据项和经受加法 平均处理的复位数据项来执行减法，由此适当地从像素数据项中减少 1/f噪声成分。在减法处理中，像素数据项经过高通滤波器(HPF)。 也就是说，在校正处理中，对像素数据项执行LPF处理和HPF处理， 并因此，适当地执行校正处理。注意，要经受加法平均处理的复位数 据项不限于在前的两个复位数据项和在后的两个复位数据项，只要在 前复位数据项的数量和在后复位数据项的数量彼此相同即可。从加法 器403输出的像素数据项D(1，1)到D(1，4)被存储在存储单元404中。 在第二信号处理操作中类似地执行如上所述的处理，并且像素数据项 D’(1，1)到D’(1，4)也存储在存储单元404中。

接下来，平均处理器405使用第一行和第一列中的像素数据项 D(1，1)和D’(1，1)作为一对来执行平均处理以便输出校正后的像素数 据项DA(1，1)。类似地，平均处理器405对像素数据项对D(1，2)和D’(1， 2)、像素数据项对D(1，3)和D’(1，3)以及像素数据项对D(1，4)和D’(1， 4)执行平均处理。经受平均处理的像素数据项由并行/串行转换器406 转换为串行数据项，以便顺序地输出校正后的像素数据项DA(1，1)、 DA(1，2)、DA(1，3)和DA(1，4)。

接下来，将描述关于A/D转换器的非线性的信息。非线性表示 在理想直线和实际的模拟输入和数字输出(A/D转换值)之间的关系 之间的差异。具体地，非线性由微分非线性(DNL)或积分非线性(INL) 表示。INL意指在A/D转换器的整个输入/输出特性中，理想的输入/ 输出直线和实际的输入/输出特性之间的差异。DNL意指在理想的步 长(step)和输入输出步长之间的差异。

在下文中，将参考图5A和图5B描述由第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b的A/D转换特性之间的差异导致的不利影响。 图5A示出了第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b的非线性。 这里，第一A/D转换器104a具有理想的A/D转换特性，而第二A/D 转换器104b具有偏离理想特性的非线性。在图5A中，横坐标轴代表 输入到第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b的输入电压， 而纵坐标轴代表从第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b输 出的数字值(编码)。注意，在图5A中，为描述简单起见，第一A/D 转换器104a和第二A/D转换器104b具有8比特的分辨力。

图5B示出了相应于第一A/D转换器104a和第二A/D转换器 104b的输入电压的数字值之间的差异。根据图5B，当第一A/D转换 器104a和第二A/D转换器104b的输入电压不经改变地转换为数字值 并输出时，在第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b之间最 多产生30LSB的输出差异。因此，可以在分别对应于第一A/D转换 器104a和第二A/D转换器104b的第一像素组101a和第二像素组 101b之间产生最多约30LSB的图像色调不均匀。特别地，如该实施 例所描述，当通过划分检测器101的整个区域获得第一像素组101a 和第二像素组101b时，在第一像素组101a和第二像素组101b之间 的边界处明显地观察到色调不均匀。于是，获得的图像的质量显著地 恶化。

因此，在本发明的该实施例中，由控制器108执行通过向从与第 一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b连接的第一差分放大器 205a和第二差分放大器205b所输出的信号添加直流电势而向要输入 到第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b的模拟电信号添加 直流电势的处理。例如，假定在第一信号处理操作中设置300mV的 直流电势，并且相当于400mV的信号输入到第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b。在这种情况下，归因于第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b的非线性之间的差异，在第一像素组101a和 第二像素组101b之间产生约-15LSB的不均匀。接下来，假定在第二 信号处理操作中设置500mV的直流电势，并且相当于600mV的信 号输入到第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b。在这种情况 下，归因于第一A/D转换器104a和第二A/D转换器104b的非线性 之间的差异，在第一像素组101a和第二像素组101b之间产生约+15 LSB的不均匀。然后，求第一信号处理操作和第二信号处理操作的结 果的平均值，并且可以减少不均匀。注意，当已知第一A/D转换器 104a和第二A/D转换器104b的特性时，通过适当地选定要添加的直 流电势可以有效地获得不均匀的降低。因此，例如，控制器108优选 地根据存储在另一个存储单元中的关于第一A/D转换器104a和第二 A/D转换器104b的非线性的信息执行上述处理。可以根据该信息执 行减少从第一A/D转换器104a输出的数字信号的平均值和从第二 A/D转换器104b输出的数字信号的平均值之间的差异的处理。由此， 可以以更高的精度执行减少色调不均匀的处理。然而，即使当第一 A/D转换器104a和第二A/D转换器104b的特性未知时也可应用本发 明的实施例，并且可以获得降低不均匀的效果。当第一A/D转换器 104a和第二A/D转换器104b的特征未知时，更优选地尽可能多地执 行信号处理操作，那就是说，对于每一行以不同的直流电势执行至少 四次。特别地，当执行信号处理操作四次或更多次时，A/D转换器的 量化误差减少为一半或更少，那就是说，产生除了降低非线性之间的 差异之外的特殊效果。此外，本发明的实施例适于应用于采用很可能 在结构方面产生非线性误差的流水线A/D转换器的图像拾取装置。

注意，当在拍摄时刻仅对图像信号执行如上所述的处理时，不期 望的信号成分被加入到要获得的图像信号，并因此，获得的图像信号 的可靠性退化。由此，在本发明的该实施例中，通过类似的处理获得 用于校正拍摄时的图像信号的校正图像信号(诸如用于校正在黑暗情 况下的输出信号的偏移校正用的图像信号和用于灵敏度校正的图像 信号)以及拍摄时的图像信号。然后，数字数据处理电路105使用获 得的用于校正的图像数据和获得的拍摄时的图像数据执行校正处理， 从而输出校正后的图像数据。通过执行该处理，已加入的不期望的信 号成分被去除或减少，减少由不均匀等导致的奇怪感觉，并可以获得 具有优秀的质量的图像。

注意，在该实施例中，可以通过由控制器108基于存储在存储单 元(未显示)中的信息执行的计算，实时获得第一信号处理操作中从 第一差分放大器205a和第二差分放大器205b输出的直流电势和第二 信号处理操作中从第一差分放大器205a和第二差分放大器205b输出 的直流电势之间的改变量。此外，可以基于关于第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b的非线性的信息预先确定改变量。

此外，在该实施例中，描述采用两个A/D转换器的情况。然而， 可以采用三个或更多个A/D转换器。优选地对所有的A/D转换器执 行如上所述的处理。然而，可以仅对一些A/D转换器执行该处理。

此外，作为用于向输入到第一A/D转换器104a和第二A/D转换 器104b的信号加入直流电势的方法，使用通过电容器与第一差分放 大器205a和第二差分放大器205b的输入侧连接的D/A转换器DACa 和DACb。该配置对于解决该问题是期望的。然而，本发明不局限于 此。此外，尽管在此实施例中改变了要输入到第一A/D转换器104a 和第二A/D转换器104b的模拟信号的直流电势，但是即使在使用具 有可变电容器的单元作为差分放大器来改变增益时，也可以获得相同 的效果。此外，尽管在此实施例中使用经受加法平均处理和减法处理 的像素数据项D(m，n)执行平均处理，但是本发明的实施例不限于此。 仅通过对像素数据项S(m，n)和S’(m，n)执行平均处理而获得本发明的 效果。其后，可以执行加法平均处理和减法处理。

将参考图6A和图6B描述本发明实施例的效果。图6A示出了没 有经受校正处理的图像数据，而图6B示出了经受校正处理的图像数 据。这里，作为一个例子显示了检测器101被分成四个像素组的情况。 由于与没有经受校正处理的图像数据相比，像素组之间的不均匀不显 著，经受校正处理的图像数据获得更好的图像。通过如上所述地减少 像素组之间的不均匀，可以减少获得的图像的伪像。由此，执行校正 处理的校正处理器400可以减少由归因于A/D转换器的非线性(INL) 之间的差异而产生的不均匀导致的所获得图像的伪像。

接下来，将参考图7描述用于可移动的放射线图像拾取系统的根 据本发明实施例的图像拾取装置的应用示例。图7是示意性地示出采 用能够捕捉运动图像和静态图像的图像拾取装置的可移动图像拾取 系统的图。在图7中，附图标记600代表放射线发生装置，而附图标 记601代表起支撑图像拾取装置100的支撑单元作用的C形臂。附图 标记602代表用于移动放射线发生装置600、图像拾取装置100和C 形臂601的平台车。此外，附图标记603代表其上安放测试体604的 床，附图标记605代表控制如上所述的装置的可移动的控制器，而附 图标记606代表能够显示通过图像拾取装置100获得的图像信号的显 示装置。控制器605包括控制计算机、控制台、放射线控制装置等等， 并能够在对图像信号执行图像处理后向显示装置606等等传送通过图 像拾取装置100获得的图像信号。由此，在远距离处的医生可以使用 对应于传送的图像数据的图像作出诊断。此外，传送的图像数据可以 记录在薄膜里并存储在存储单元(诸如光盘)中。

注意图像拾取装置100可以是可从C形臂601上拆卸的，而与 包括C形臂601的放射线发生装置600不同的放射线发生装置可以用 于拍摄。

如上所述，由于在放射线图像拾取系统中采用根据本发明实施例 的图像拾取装置，因此可以在获得期望的帧时间的同时获得具有优秀 的S/N比的图像信号。

注意，在本发明的此实施例中，由控制器108执行的处理步骤可 以通过由包括在控制器108内的计算机运行程序来实现。在这种情况 下，查找表LUT和程序被存储在控制器108中。此外，作为本发明 的实施例，可以采用用于向计算机提供程序的单元，包括其中存储程 序的计算机可读记录介质(诸如CD-ROM)或传送程序的传输介质 (诸如因特网)。此外，作为本发明的实施例，采用包括其中存储程 序的计算机可读记录介质的计算机程序产品。该程序、记录介质、传 输介质和计算机程序产品被归入本发明的范围。记录介质的示例包括 软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、电磁磁带、非易失性存储卡 和ROM。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解本发明不 局限于所公开的示例性实施例。下列权利要求的范围应赋予最宽的解 释以便包含所有这样的变形和等同结构与功能。

本申请要求2009年10月26日提交的日本专利申请No. 2009-245805的权益，其全部内容通过参考而被并入于此。

附图标记列表

100图像拾取装置

101检测器

102驱动电路

103读取电路单元

104A/D转换器单元

105数字数据处理电路

106信号处理器

107电源单元

108控制器