專利名稱：放射線圖像拾取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于醫(yī)療、工業(yè)或原子能等領域的放射線圖像拾取裝置，該裝置用于放大從放射線探測器輸出的電信號，該放射線探測器通過一電信號處理電路探測入射放射線的空間分布，和基于由電信號處理電路放大的電信號，通過一圖像處理電路產生放射線圖像。本發(fā)明尤其涉及一種技術，該技術使在探測入射放射線的空間分布時使防止放射線探測器的探測靈敏度波動成為可能，更進一步地，為防止未縮小電信號處理電路動態(tài)范圍的殘余輸出的出現(xiàn)提供了可能。
背景技術：
現(xiàn)有技術領域的放射線圖像拾取裝置包括一直接轉換型平板放射線探測器，一電信號處理電路，和一圖像處理電路。在該直接轉換型平板放射線探測器中，一提供偏壓的公共電極形成于對射線(例如X射線)敏感的半導體層的一面，并且多個雙頭電極形成于另一面。當射線照射時出現(xiàn)在半導體層上的電荷作為電信號從每個雙頭電極上輸出，這樣就能夠測出入射放射線的空間分布。電信號處理電路放大該取出電信號，圖像處理電路在由該電信號處理電路放大的電信號的基礎上產生放射性圖像。在相關領域的這種放射線圖像拾取裝置存在放射線探測器探測靈敏度波動以及放射線探測器中存在殘余輸出的問題。
也就是說，現(xiàn)有技術領域的直接轉換型平板放射線探測器在雙頭電極之間的空間沒有電極，電荷通過電場從雙頭電極移動到雙頭電極之間的空間而輸出。更進一步地，現(xiàn)有技術領域的直接轉換型平板放射線探測器具有這樣的特性，即當放射線照射時產生的電荷容易積聚在雙頭電極之間的空間中，結果當放射線照射時在雙頭電極之間的空間中形成的空間電荷逐漸積累，電場逐漸變得扭曲，同時有效敏感區(qū)域發(fā)生變化，由此產生了探測靈敏度波動的現(xiàn)象。在這種情況下，當放射線的照射停止時，上述積聚在雙頭電極之間的空間內的空間電荷逐漸從每個雙頭電極輸出，結果也產生了殘余輸出的現(xiàn)象。
現(xiàn)有技術領域的另一種放射線圖像拾取裝置包括一間接轉換型平板放射線探測器，一電信號處理電路，和一圖像處理電路。在這種間接轉換型平板放射線探測器中，多個帶有電分離半導體光敏感層的半導體光學傳感器形成于放射線一光轉換層，其用于將放射線(例如X射線)轉換成光線。當放射線照射時產生于放射線一光轉換層的光線作為光信號從每個半導體光學傳感器上輸出，這樣就能測出入射放射線的空間分布。電信號處理電路放大輸出的電信號，圖像處理電路基于電信號處理電路放大的所述電信號產生放射線圖像?，F(xiàn)有技術領域的這種放射線圖像拾取裝置也存在放射線探測器探測靈敏度波動以及放射線探測器中存在殘余輸出的問題。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種放射線圖像拾取裝置，該裝置使在探測入射放射線時使防止放射線探測器的探測靈敏度波動成為可能，更進一步地，為防止未縮小電信號處理電路動態(tài)范圍的殘余輸出的出現(xiàn)提供了可能。
總之，根據本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種放射線圖像拾取裝置，其包括一放射線探測器，其包括形成于射線敏感型半導體層的一面的公共電極和多個形成于半導體層另一面的雙頭電極，所述放射線探測器取出由放射線照射在半導體層上產生的電荷，并且探測入射放射線的空間分布，所述電荷作為電信號從每個雙頭電極輸出。
一電信號處理電路，其用于根據增益設定值執(zhí)行取出電信號的信號處理，同時也允許增加或減小增益設定值。
一圖像處理電路，其在由電信號處理電路進行信號處理過的電信號的基礎上產生放射線圖像。
一用于將光提供給半導體層雙頭電極形成面的光源部分，和一用于控制光源部分的光強度控制部分，從而可以根據電信號處理電路的增益設定值的增加或減小而增加或減小所產生的光強度。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第一方面，在拾取時受到光強度控制部分控制的光源部分連續(xù)或間歇地為射線敏感型半導體層上的雙頭電極形成面提供光。同時隨著與增益設定值相一致的放射線的照射，電信號處理電路放大從放射線探測器的雙頭電極輸出的電信號。當電信號處理電路放大電信號之后，圖像處理電路基于電信號按照入射放射線的空間分布同步地(準時)或非同步地(延時)產生放射線圖像。
因此，根據本發(fā)明的第一方面，當光源部分為放射線探測器中的射線敏感型半導體層的雙頭電極形成面提供光時，由光源產生的空間電荷積聚在雙頭電極之間的空間內，因此當放射線照射時所述電荷不再積聚并且向外輸出。從而不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化，同時能夠防止放射線探測器探測靈敏度的波動。
當放射線的照射停止時如果光源繼續(xù)保持，在雙頭電極之間的空間中的空間電荷不能輸出并且繼續(xù)積聚，因此可以防止殘余輸出的發(fā)生。
更進一步地，當光強度控制部分控制光源部分時，所產生的光強度根據電信號處理電路的增益設定值減小或增加。也就是說，如果電信號處理電路的增益設定值減小，由光源部分產生的光強度增加；相反地，如果電信號處理電路的增益設定值增加，由光源部分產生的光強度減小。
另一方面，隨著暗電流(dark current)加入到電信號中，光源部分的光帶來了電信號的增強。伴隨著光源部分的光產生的上述暗電流分量根據產生的光強度的增加或減小而增加或減小，當光強度增加時上述暗電流分量增加。
也由于電信號處理電路按照增益設定值放大了伴隨著光源產生的上述暗電流分量，電信號處理電路的動態(tài)范圍縮小到與所述放大的暗電流分量占有的電信號處理電路輸出范圍差不多的程度。若增益設定值增加，暗電流分量的放大程度增加并且同等的暗電流分量也增加，如果增益設定值增加，動態(tài)范圍的縮小程度也增加。
根據本發(fā)明的第一方面，如果電信號處理電路的增益設定值增加，則由光源部分產生的光強度減小并且暗電流分量減小，從而暗電流分量的減小抵消了增益設定值的增加，同時抑制了隨著增益設定值的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。相反，若電信號處理電路的增益設定值減小，由光源部分產生的光強度增加并且暗電流分量增加，然后增益設定值的減小抵消了暗電流分量的增加，同時抑制了隨著光強度的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。
因此，伴隨著光源出現(xiàn)暗電流分量大范圍地占有電信號處理電路的輸出范圍防止放射線探測器探測靈敏度的波動，殘余輸出的產生被消除，從而動態(tài)范圍大量縮小的情況也不會發(fā)生。
本發(fā)明的第二方面的特征在于在本發(fā)明第一方面中的放射線圖像拾取系統(tǒng)中，放射線探測器包括一具有可選擇載體的中間層，所述中間層形成于半導體層和雙頭電極之間，光源部分至少在放射線探測期間向中間層提供光。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第二方面，盡管在半導體層和雙頭電極之間提供了具有可選擇載體的中間層，其仍然具有與本發(fā)明的第一方面相似的功能和效果。另外，在具有可選擇載體的中間層的存在下，在中間層產生了電場的彎曲，這樣使減小半導體層的死區(qū)成為可能，或者當光源部分產生的到達半導體層的光受到抑制時，使減小在半導體層中發(fā)生的暗電流數(shù)量成為可能。
本發(fā)明的第三方面的特征在于在本發(fā)明第一或第二方面中的放射線圖像拾取系統(tǒng)中，雙頭電極在光源部分產生的光的波長下為透明或半透明的。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第三方面，雙頭電極是透明或半透明的，這樣產生的光不僅供給雙頭電極之間的空間而且供給雙頭電極形成區(qū)域。因此，如果放射線以比電荷的輸出速度更高的速率照射，并且電荷一旦在雙頭電極附近積聚時，它們立即再次由光提供的能量所激發(fā)并產生動能，這樣電位線不會扭曲并且雙頭電極附近的電位不會升高。因此為了使用需要提供高偏壓的半導體材料，通常用于輸出電荷的電路操作也可以保留，其輸出電荷在有放射線照射的情況下作為電信號由半導體層產生。
根據本發(fā)明的第四方面，提供了一種放射線圖像拾取裝置，其包括一放射線探測器，其包括一用于將射線轉換成光的射線-光轉換層和多個形成于射線-光轉換層其中一面的半導體光傳感器，所述半導體光傳感器由電分離光敏感半導體層提供，所述放射線探測器從每個半導體光傳感器輸出作為電信號的光，并且探測入射放射線的空間分布，所述光在放射線照射的情況下在射線-光轉換層產生。
一電信號處理電路，其用于根據增益設定值執(zhí)行取出電信號的信號處理，同時也允許增加或減小增益設定值。
一圖像處理電路，其在由電信號處理電路進行信號處理過的電信號的基礎上產生放射線圖像。
一用于將光提供給射線-光轉換層的半導體光傳感器形成面的光源部分，這樣光不直接由半導體光傳感器探測，和一控制光源部分的光強度控制部分，使得可以根據電信號處理電路的增益設定值的增加或減小來增加或減小光的強度。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第四方面，在拾取時受到光強度控制部分控制的光源部分連續(xù)或間歇地為射線-光轉換層的半導體光傳感器形成面提供光，這樣光不直接由半導體光傳感器探測。同時在放射線照射的情況下，電信號處理電路按照增益設定值放大由放射線探測器中的半導體光傳感器輸出的電信號。由于光源部分提供光，所以光不直接由半導體光傳感器探測，半導體光傳感器的探測操作不受到光源部分產生的光的阻礙。當電信號處理電路放大電信號之后，圖像處理電路基于電信號按照入射放射線的空間分布同步地(準時)或非同步地(延時)產生放射線圖像。
因此，根據本發(fā)明的第四方面，光源部分為放射線探測器中射線-光轉換層的半導體光傳感器形成面提供光，從而光不直接由半導體光傳感器探測，這樣不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化，并且可以防止放射線探測器探測靈敏度的波動。當放射線的照射停止時如果光源繼續(xù)保持，在半導體光傳感器之間的空間中的空間電荷不能輸出并且繼續(xù)積聚，因此也可以防止殘余輸出的發(fā)生。
更進一步地，當光強度控制部分控制光源部分時，所產生的光強度根據電信號處理電路的增益設定值減小或增加。也就是說，如果電信號處理電路的增益設定值減小，由光源部分產生的光強度增加；相反地，如果電信號處理電路的增益設定值增加，由光源部分產生的光強度減小。
另一方面，隨著暗電流加入到電信號中，光源部分的光帶來了電信號的增強。伴隨著光源部分的光產生的上述暗電流分量根據所提供的光強度的增加或減小而增加或減小，當光強度增加時上述暗電流分量增加。
也由于電信號處理電路按照增益設定值放大了伴隨著光源產生的上述暗電流分量，電信號處理電路的動態(tài)范圍縮小到與所述放大的暗電流分量占有的電信號處理電路輸出范圍差不多的程度。若增益設定值增加，暗電流分量的放大程度增加并且同等的暗電流分量也增加，如果增益設定值增加，動態(tài)范圍的縮小程度也增加。
然而根據本發(fā)明的第四方面，如果電信號處理電路的增益設定值增加，則由光源部分產生的光強度減小并且暗電流分量減小，從而暗電流分量的減小抵消了增益設定值的增加，同時抑制了隨著增益設定值的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。相反，若電信號處理電路的增益設定值減小，由光源部分產生的光強增加并且暗電流分量增加，然后增益設定值的減小抵消了暗電流分量的增加，同時抑制了隨著光強的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。
因此，伴隨著光源出現(xiàn)暗電流分量大范圍地占有電信號處理電路的輸出范圍防止放射線探測器探測靈敏度的波動，殘余輸出的產生被消除，從而動態(tài)范圍大量縮小的情況也不會發(fā)生。
本發(fā)明的第五方面的特征在于在本發(fā)明第四方面中的放射線圖像拾取系統(tǒng)中，每個半導體光傳感器包括一電信號輸出電極，該輸出電極起到在光源部分產生的光照射的一面上產生光屏蔽的功能。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第五方面，光源部分產生的光被半導體光傳感器上光入射面上的電信號輸出電極的屏蔽功能所阻斷，所以能夠阻止半導體光傳感器直接探測光源部分產生的光。
本發(fā)明的第六方面的特征在于在本發(fā)明第一至第五任一實施方式中的放射線圖像拾取系統(tǒng)中，放射線探測器包括一帶有成對的薄膜晶體管開關(TFT開關)和電容器的透明玻璃基片(TFT基片)，其中每對用于一個雙頭電極或一個半導體光傳感器，與放射線圖像象素一一對應，上述的透明玻璃基片位于射線敏感型半導體層的雙頭電極形成面上或射線-光轉換層的半導體光傳感器上，有放射線照射的情況下，與放射線入射強度相對應量的電荷通過雙頭電極或半導體光傳感器在電容上積聚，晶體管開關根據用于讀出積聚在電容上的電荷的外部掃描信號依次開啟和閉合，從而取出電信號。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第六方面，在放射線探測器中，從光源部分產生的光穿過透明的玻璃基片并且得到應用，與此同時，供給每個雙頭電極或每個半導體光傳感器并且在電容上積聚的電荷作為電信號通過TFT開關輸出。更進一步地，當暗電流分量縮小動態(tài)范圍時，有光照射的情況下TFT開關產生的與光強度相對應的量的漏電流也加入到電流中，也就是說，TFT開關的漏電流隨著提供的光強度的增加而增加。然而由于光源部分提供的光強度受到控制，使得其根據電信號處理電路的增益設定值的減小或增大而增大或減小，所以動態(tài)范圍由于TFT開關的漏電流而縮小的問題不會發(fā)生。
換句話說，如果電信號處理電路的增益設定值增加，則所提供的光強度減小，從而TFT開關的漏電流減小，漏電流的減小抵消了增益設定值的增加，所以動態(tài)范圍幾乎不受影響。相反，如果電信號處理電路的增益設定值減小，則所提供的光強度增大，從而TFT開關的漏電流增大，但是增益設定值的減小抵消了漏電流的增大，所以動態(tài)范圍幾乎不受影響。
本發(fā)明的第七方面的特征在于在本發(fā)明第一至第六任一實施方式中的放射線圖像拾取系統(tǒng)中，圖像處理電路包括一系數(shù)校正記錄部分，該部分在校正電信號之間的偏移位置變量時為每一個電信號記錄偏移校正系數(shù)，和在校正電信號之間靈敏度位置變量時為每一個電信號記錄靈敏度校正系數(shù)，從而產生放射線圖像。由光源部分提供的光強度事先分成幾級，為設定的光強度的每一個預定等級計算出偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)并將其記錄在系數(shù)校正記錄部分，圖像處理電路在為設定的光強度的每一個預定等級所記錄的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)的基礎上，根據實際提供的光強度等級對每個電信號執(zhí)行偏移變量和靈敏度變量校正操作。
(功能和效果)根據本發(fā)明的第七方面，在圖像處理電路中，在放射線圖像產生之前，為設定的光強度的幾個預定等級中的每一個計算出用于校正電信號之間偏移位置變量來產生放射線圖像的偏移校正系數(shù)和用于校正電信號之間靈敏度位置變量的靈敏度校正系數(shù)，并將其記錄在系數(shù)校正記錄部分。為了產生放射線圖像，在為光的預定強度等級所記錄的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)的基礎上，根據實際提供的光強度等級執(zhí)行偏移變量和靈敏度變量校正操作，同時在變量校正操作中反射光強度，這樣可以避免當光源部分提供光時在偏移變量和靈敏度變量校正中產生的誤差。


圖1是根據本發(fā)明第一實施例的圖像拾取裝置的結構框圖；圖2是本發(fā)明第一實施例中發(fā)光機構的發(fā)光體中LED的施加電壓與LED的照明度變化或由LED發(fā)出的光所產生的暗電流分量之間的關系圖；圖3是LED的施加電壓和動態(tài)范圍的遞減率的關系圖；圖4是本發(fā)明第一實施例中對于電信號處理電路的每一個典型的增益設定值LED的施加電壓和動態(tài)范圍的遞減率之間的對應關系圖；
圖5是當在本發(fā)明第一實施例或對比實施例的圖像拾取裝置中探測出強放射線時電信號處理電路的輸出響應波形圖；圖6是當在本發(fā)明第一實施例或相應實施例的圖像拾取裝置中探測出弱放射線時電信號處理電路的輸出響應波形圖；和圖7是根據本發(fā)明第二實施例的圖像拾取裝置的結構框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參閱附圖，其中示出了本發(fā)明放射線圖像拾取裝置的優(yōu)選實施例(必要時其僅作為圖像拾取裝置參考)。
<第一實施例>
圖1的方框圖示出了根據本發(fā)明第一實施例的圖像拾取裝置的結構和該圖像拾取裝置中的直接轉換型平板放射線探測器(放射線探測器)的內部結構。
本發(fā)明第一實施例的放射線圖像拾取裝置包括一直接轉換型平板放射線探測器(FPD)1，一電信號處理電路2，一圖像處理電路3，一圖像監(jiān)視器4和操作部分5，一中央處理器6，如圖1所示。直接轉換型平板放射線探測器(FPD)1探測并輸出穿過物體的入射放射線的空間分布，所述物體的圖像作為電信號被獲取(未示出)，電信號處理電路2放大從FPD1輸出的電信號，圖像處理電路3在由電信號處理電路2放大的電信號的基礎上產生放射線圖像。圖像監(jiān)視器4顯示由圖像處理電路3產生的放射線圖像，執(zhí)行機構運行通過操作部分5獲取圖像所需的入口操作。中央處理器6響應通過操作部分5和圖像拾取過程的前期狀態(tài)進行的入口操作，執(zhí)行必要的操作和控制。在放射線圖像拾取裝置中，當放射線提供給物體時，與穿過物體投射到FPD1上的放射線圖像相一致的放射線圖像顯示在圖像監(jiān)視器4上。
在FPD1中，一提供偏壓的公共電極8形成于射線敏感型半導體層7的一面，并且由許多雙頭電極9組成的二維陣列形成于另一面。一透明的玻璃基片(TFT基片)12放置在半導體層7的雙頭電極9的形成面上，所述透明的玻璃基片12帶有成對的薄膜晶體管開關(FTF開關)10和電容11，其中每對用于一個雙頭電極9，與放射線圖像象素一一對應。
也就是說，在有放射線照射的情況下，與入射放射線強度相對應量的電荷通過雙頭電極9在電容11上積聚。一門驅動器13根據用于讀出積聚在電容11上的電荷的外部掃描信號依次開啟和關閉FTF開關10，由此取出電信號和探測入射放射線的空間分布。在本實施例中，一中間層7a放置于半導體層7和雙頭電極9之間。
電信號處理電路2放大根據中央處理器6設定的增益值(增益設定值)輸出的電信號，同時也可以增加或減小該增益設定值。增益設定值通常設置成使得當入射放射線強度增加時該值減小，當預定的入射放射線強度減小時該值增加(即入射放射線強度和增益設定值成反比例)。
電信號處理電路2由電荷(電流)-電壓轉換器2A、多路轉接器2B和A/D轉換器2C組成，增益設定值在電荷-電壓轉換器2A中設定。在本實施例中，放射源(未示出)的射線強度也由中央處理器6控制，并且中央處理器6將電信號處理電路2的增益設定值設置成與放射源的放射線強度相匹配。
放射線強度可以單獨測量，且與探測出的放射線強度相匹配的增益設定值可以由中央處理器6自動設置。
圖像處理電路3有一用于記錄偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)的系數(shù)校正記錄部分3A，偏移校正系數(shù)用于為每一個電信號校正由于FPD1的探測通道位置不一致引起的電信號之間的偏移位置變量，從而產生放射線圖像。靈敏度校正系數(shù)用于為每一個電信號校正由于FPD1的探測通道位置不一致引起的電信號之間的靈敏度位置變量，從而產生放射線圖像。圖像處理電路3基于事先記錄的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)來執(zhí)行電信號之間的偏移和靈敏度的變量校正操作。
本實施例的圖像拾取裝置包括一發(fā)光機構14和一光強度控制部分15，發(fā)光機構(光源部分)14向放射線敏感型半導體層7的雙頭電極9形成面的整個表面提供光，光強度控制部分15控制發(fā)光機構14，使得按照電信號處理電路2的增益設定值的減小或增加而增加或減小由發(fā)光機構14所提供的光強度。光強度控制部分15控制發(fā)光機構14，使得當電信號處理電路2的增益設定值減小時發(fā)光機構14所提供的光強度增加，當增益設定值增加時發(fā)光機構14所提供的光強度減小(即增益設定值和光強度成反比例)。
因此，在本實施例中，執(zhí)行常規(guī)的操作使得入射放射線強度和增益設定值成反比例，且使得增益設定值和光強度成反比例。從而光強度控制部分15控制發(fā)光機構14，使得發(fā)光機構14所提供的光強度與入射放射線強度成正比例。
在本實施例中，例如根據每個增益設定值經過事先實驗計算出適當?shù)墓鈴姸?，并且記錄與每個增益設定值相關的上述光強度。然后，在設置增益設定值時讀出相應的光強度并將其設置在光強度控制部分15中。
更進一步地，如果使用的放射線強度事先限制在幾個當中，則對于每一個放射線強度，一個適當?shù)脑鲆嬖O定值和一個適當?shù)墓鈴姸葘⑾嗷リP聯(lián)地記錄在一起。如果放射線強度被設置了，那么適當?shù)脑鲆嬖O定值和適當?shù)墓鈴姸纫沧詣拥乇辉O置。
特別地，發(fā)光機構14可以包括由透明的丙烯酸樹脂制成的光導向板16，所述光導向板重疊在TFT基片12的背面放置，一發(fā)光體17，例如發(fā)光二極管或冷陰極管，放置于光導向板16的側端面，如圖1所示。作為重疊在TFT基片12上的光導向板16的表面可以經過顯微機械加工(經過表面粗糙處理)，一反射層18可以貼到光導向板16的背面。更進一步地，一散射層19可以放置在TFT基片12和光導向板16之間。
在這樣的情況下，發(fā)光體17的光當在反射層18上被反射時穿過光導向板16，并通過經顯微機械加工的光導向板16的表面和散射層19，從而有效和均勻地供給半導體層7的雙頭電極9的形成面。
作為發(fā)光機構14的另一個特定構造，一表面發(fā)光二極管可以放置到帶有透明粘合劑的TFT基片12上，其發(fā)光表面面對TFT基片12。光強度控制部分15控制發(fā)光體17的發(fā)光量，使得發(fā)光體17的光強度根據增益設定值的減小或增加而增加或減小，同時還操縱使得不僅在放射線探測階段而且在放射線探測階段之前或之后仍能允許發(fā)光機構14發(fā)光。
在本實施例的圖像拾取裝置中，當發(fā)光機構14向半導體層7的雙頭電極形成面和FPD1中對射線敏感的中間層7a提供光時，由光所產生的空間電荷在半導體層7中的雙頭電極9和中間層7a之間積聚，因此當放射線入射時產生的電荷不會積聚而是被輸出，所以不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化并且能防止FPD1的探測靈敏度的波動。
當放射線的照射停止時如果發(fā)光機構14發(fā)出的光繼續(xù)保持，在雙頭電極9之間的空間中的空間電荷不能輸出并且繼續(xù)積聚，因此也可以防止殘余輸出的發(fā)生。
半導體層7和中間層7a隨后將被逐一論述。
優(yōu)選地，供給半導體層7和中間層7a的光的波長小于半導體層7和中間層7a的透射率半值波長，同時大于帶隙能量對應的波長。在這種情況下，所提供光的波長小于使用的半導體透射率半值波長且大于帶隙能量對應的波長，因此提供的光深入半導體層7的一部分并且使死區(qū)擴大了。然而由于所提供的光的能量小于帶隙能量，因此由于所提供的光導致的對半導體層7的損害(晶體瑕疵的產生)和由于所提供的光自身探測電荷導致的暗電流增加的現(xiàn)象不會發(fā)生。
當非晶半導體用作半導體層時這種方式尤其有效，因為所提供的光在例如無定形硒(a-Se)這樣的非晶半導體中導致的對于半導體的損害作用大。
例如當無定形硒(a-Se)用于中間層7a時，對中間層7a的透射率變成10％處的波長大約為710nm，當三硫化二銻(Sb2S3)薄膜用于中間層7a時大約為660nm。
優(yōu)選地，半導體層7是任意一種無摻雜的硒或硒化合物的無定形物，摻雜有砷或碲的硒的無定形物，或摻雜有砷或碲的硒化合物的無定形物，摻雜有鈉、鉀、鋰等堿金屬的硒或摻雜有鈉、鉀、鋰等堿金屬的硒化合物的無定形物，摻雜有氟、氯等鹵素的硒或摻雜有氟、氯等鹵素的硒化合物的無定形物，或摻雜有砷、碲，鈉、鉀、鋰等堿金屬和氟、氯等鹵素的硒的無定形物，其組合，或硒化合物。
優(yōu)選地，半導體層7是CdTe、CdZnTe、PbI2、HgI2、TlBr或GaAs這些化合物半導體的多晶體物質中的任意一種，或者是摻雜有氟、氯等鹵素的化合物半導體的多晶體物質。
優(yōu)選地，供給中間層7a的光的波長小于中間層7a的透射率半值波長，更優(yōu)選地是它小于中間層7a的透射率變成10％處的波長。如果中間層7a比半導體層7的瑕疵多，與半導體層7相比電荷更容易積聚在中間層7a上，電場的彎曲僅僅發(fā)生在中間層7a上。因此在這種情況下，當向中間層7a提供光時，消除了靈敏度的波動和由積聚在雙頭電極9之間空間的電荷影響導致的殘余輸出。當提供的光的波長小于中間層7a的透射率半值波長時，大多數(shù)的光被中間層7a吸收，因此到達半導體層7的光被減少了，所以能夠消除由所提供的光導致的半導體層7的暗電流。
優(yōu)選地，中間層7a是任意一種無摻雜的硒或硒化合物的無定形物，摻雜有砷或碲的硒的無定形物，或摻雜有砷或碲的硒化合物的無定形物，摻雜有鈉、鉀、鋰等堿金屬的硒或摻雜有鈉、鉀、鋰等堿金屬的硒化合物的無定形物，摻雜有氟、氯等鹵素的硒或摻雜有氟、氯等鹵素的硒化合物的無定形物，或摻雜有砷、碲，鈉、鉀、鋰等堿金屬和氟、氯等鹵素的硒的無定形物，其組合，或硒化合物。
但是，為了使中間層7a起作用，半導體層7和中間層7a使用的材料不同。
優(yōu)選地，中間層7a是Sb2S3、CeO2、CdS、CdSe、CdTe、CdZnTe、ZnSe、ZnS、PbI2、HgI2、TlBr或GaAs這些化合物半導體的多晶體物質中的任意一種，或者是摻雜有氟、氯等鹵素的化合物半導體的多晶體物質，或者是將多晶體物質組合使用的多層印刷板。
如果中間層7a的波長傳輸范圍在半導體層7的透射率半值波長和帶隙能量對應的波長之間，由于電荷同時在半導體層7和中間層7a上積聚，所以需要同時向半導體層7和中間層7a提供光時可以采用過濾效果處理這種情況。尤其是，當半導體層7的材料和中間層7a的材料選擇好之后，中間層7a制成波長傳輸范圍在半導體層7的透射率半值波長和帶隙能量對應的波長之間，由此產生過濾效果從而向任何想要的厚度提供光。也就是說，白光的波長組成中短的波長被中間層7a吸收從而不能深入到半導體層7，大多數(shù)的光能夠作用于中間層7a且不會導致半導體層7的光破壞作用以及暗電流的增加。長的波長能夠通過中間層7a到達半導體層7并且作用在上面。
這里提到的中間層7a是具有可選擇載體的層，并且具有消除暗電流等的作用。所述載體在半導體中導電率屬性相差很大的電子導電載體和空穴導電載體之間選擇。
例如，在導電過程中電子影響較大的物質包括多晶體物質，例如屬于n型半導體的CeO2、CdS和CdSe，和摻雜有砷或碲來減上空穴的影響的無定形硒等無定形物。在導電過程中空穴影響較大的物質包括多晶體物質，例如屬于p型半導體的ZnSe、ZnTe和Zns，和摻雜有鹵素來減小電子的影響的無定形硒等無定形物。
更進一步地，還有其它物質例如Sb2S3、CdTe、CdZnTe、PbI2、HgI2、TlBr或無摻雜的無定形硒或硒化合物提供了電子或空穴導電，這取決于膜的形成條件。
例如將1mm厚的無定形硒(a-Se)薄膜作為半導體層7，那么透射率半值波長為740mm，帶隙能量2.2eV的波長為560nm，因此波長傳輸范圍在560nm和740nm之間的材料可以用來形成中間層7a。
例如1μm厚的三硫化銻(Sb2S3)薄膜的波長傳輸范圍是580nm，因此如果1μm厚的三硫化二銻薄膜作為中間層7a形成于無定形硒和雙頭電極9之間，提供的白光中小于或等于580nm的短波被削減，所提供光的能量變得小于帶隙能量。因此由于所提供的光導致的對半導體層7的損害和暗電流增加的現(xiàn)象被消除了。因此由于所提供的光導致的對半導體層7的損害和暗電流增加的現(xiàn)象被消除了。盡管中間層7a的材料和厚度需要根據中間層7所用的材料來選擇，但是不需要限制所提供光的波長并且能夠使光源的構造簡單。換句話說，即使使用白光源而不是單色光源作為發(fā)光源，沒有靈敏度波動的放射線探測器也不會導致光損害和暗電流的增加。
如上文所述，中間層7a最好放置在公共電極8的正下方而不是放置在雙頭電極9的正上方，并且如果中間層7a同時放置在雙頭電極9的正上方和公共電極8的正下方，上述構造也具有相似的優(yōu)點，同時中間層7a的材料不需要相同。
更進一步地，如上文所述，當光強度控制部分15控制發(fā)光機構14時，所提供的光強度根據電信號處理電路2的增益設定值的減小或增加而增加或減小。
另一方面，隨著暗電流加入到電信號中，發(fā)光機構14的光源帶來了電信號的增強，伴隨著發(fā)光機構14的光源產生的上述暗電流分量根據產生的光強的增加或減小而增加或減小，當光強增加時上述暗電流分量增加。
也由于電信號處理電路2按照增益設定值放大了伴隨著光源產生的上述暗電流分量，電信號處理電路2的動態(tài)范圍縮小到與所述放大的暗電流分量占有的電信號處理電路2輸出范圍差不多的程度。若增益設定值增加，暗電流分量的放大程度增加并且同等的暗電流分量也增加，如果增益設定值增加，動態(tài)范圍的縮小程度也增加。
在本實施例中，然而如果電信號處理電路2的增益設定值增加，則由發(fā)光機構14產生的光強度減小并且暗電流分量減小，從而暗電流分量的減小抵消了增益設定值的增加，同時抑制了隨著增益設定值的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。相反，若電信號處理電路2的增益設定值減小，由發(fā)光機構14產生的光強度增加并且暗電流分量增加，然后增益設定值的減小抵消了暗電流分量的增加，同時抑制了隨著光強度的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。
因此，在本實施例的圖像拾取系統(tǒng)中，伴隨著光源出現(xiàn)暗電流分量大范圍地占有電信號處理電路2的輸出范圍防止FPD1探測靈敏度的波動，殘余輸出的產生被消除，從而動態(tài)范圍大量縮小的情況也不會發(fā)生。
隨后將專門討論獲得電信號處理電路2和所提供的光強度的對應關系的過程。
圖2示出了發(fā)光機構14的發(fā)光體17中發(fā)光二極管(LED)的照明度(光強度)變化與LED的施加加壓的變化和由LED的光產生的暗電流分量的變化(FPD1的暗電流增量)之間的對應關系圖。圖2中假設電信號處理電路2的增益設定值為30且動態(tài)范圍為8000LSB，當增益設定值變化時，若增益設定值為GA，那么由LED發(fā)出的光產生的暗電流分量變?yōu)閇GA/30]。
如圖2所示，LED的照明度常常并不與LED的施加電壓之間成線性變化，由LED的光產生的暗電流與LED的照明度之間并不成一個恒定的對應關系，因此LED的最佳施加電壓(LED的照明度)根據由LED的光產生的實際暗電流分量所占有的動態(tài)范圍(動態(tài)范圍的遞減率)來計算。
圖3列出了對于每一個典型的增益設定值的LED施加電壓數(shù)值和與之對應的動態(tài)范圍遞減率。圖4示出了對于每一個典型的增益設定值LED的施加電壓和動態(tài)范圍的遞減率之間的對應關系圖。
作為指標的動態(tài)范圍的遞減率根據拾取物體的放射線圖像類型等情況而變化，對于醫(yī)療放射線圖像需要寬的動態(tài)范圍，理想的情況是動態(tài)范圍的遞減率應為1％或更小。因此為電信號處理電路2的逐個增益設定值計算出LED的最佳施加電壓，如表1所示。
表1

在本實施例中，發(fā)光機構14的發(fā)光體17中專門的光強度控制系統(tǒng)在下文中論述。
(控制系統(tǒng)A)逐個增益設定值和LED施加電壓的最佳對應關系如前面所示，為了根據增益設定值的逐步增加或減小來設置增益設定值，讀出對應的LED施加電壓并將其設置在光強度控制部分15中，并根據設定的施加電壓點亮LED發(fā)光體17。在這種情況下使用了開環(huán)控制。
(控制系統(tǒng)B)增益設定值根據增益設定值的逐步增加或減小變成新的值，發(fā)光體17的光開啟和閉合，然后測量出每個暗電流的值，再計算出暗電流之間的差異占到動態(tài)范圍的百分比，再進一步核對計算出的結果是否小于或等于預定的動態(tài)范圍遞減率(例如1％)。在發(fā)光體17的光強度增加或減小時該過程一直重復，直到計算結果小于或等于預定的動態(tài)范圍遞減率(例如1％)。在這種情況下使用了反饋控制。
(控制系統(tǒng)C)增益設定值和LED施加電壓之間的連續(xù)最佳對應關系以數(shù)學表達式的形式計算出來并事先經過記錄。為了根據增益設定值的逐步增加或減小來設置增益設定值，用數(shù)學表達式導出對應的施加電壓并將其設置在光強度控制部分15中，并根據設定的施加電壓點亮LED發(fā)光體17。在這種情況下使用了開環(huán)控制。
(控制系統(tǒng)D)在下面所示的表格中計算出增益設定值和LED施加電壓之間的連續(xù)最佳對應關系并事先記錄。為了根據增益設定值的連續(xù)增加或減小來設置增益設定值，參考下表從中取出對應的LED施加電壓并將其設置在光強度控制部分15中，并根據設定的施加電壓點亮LED發(fā)光體17。在這種情況下使用了開環(huán)控制。
(增益設定值和LED施加電壓之間的連續(xù)最佳對應關系示例)增益設定值1.0LED施加電壓10.0V增益設定值1.1LED施加電壓9.7V增益設定值1.2LED施加電壓9.5V增益設定值1.3LED施加電壓9.3V(控制系統(tǒng)E)增益設定值根據增益設定值的連續(xù)增加或減小變成新的值，發(fā)光體17的光開啟和閉合，然后測量出每個暗電流的值，再計算出暗電流之間的差異占到動態(tài)范圍的百分比，再進一步核對計算出的結果是否小于或等于預定的動態(tài)范圍遞減率(例如1％)。在發(fā)光體17的光強度增加或減小時該過程一直重復，直到計算結果小于或等于預定的動態(tài)范圍遞減率(例如1％)。在這種情況下使用了反饋控制。
在本實施例的圖像拾取系統(tǒng)中，雙頭電極9在發(fā)光機構14產生的光的波長下為透明或半透明的，如果雙頭電極9因此變成透明或半透明時，這樣產生的光不僅供給雙頭電極9之間的空間，而且供給雙頭電極形成區(qū)域。因此，如果放射線以比電荷的輸出速度更高的速率照射，并且電荷一旦在雙頭電極9附近積聚時，它們立即再次由光提供的能量所激發(fā)并產生動能，這樣電位線不會扭曲并且雙頭電極9附近的電位不會升高。因此，例如為了使用需要提供高偏壓的a-Se，TFT開關10的正常操作也可以保留。
在本實施例的圖像拾取裝置中，為了圖像處理電路3根據事先記錄的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)來執(zhí)行電信號之間的偏移和靈敏度變量校正操作，發(fā)光機構14產生的光強度被反射。
也就是說，偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)事先由圖像處理電路3或由中央處理器使用記錄校正系數(shù)的模型(標準物體)計算出來，然后將其記錄在系數(shù)校正記錄部分3A中。在這種情況下，由發(fā)光機構14產生的光強度事先假定分成幾級，在設定的光強度的每一個預定等級中計算出偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)并將其記錄在系數(shù)校正記錄部分3A中，讀出與實際獲取圖像過程中提供的光強度對應的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)，并執(zhí)行變量校正操作。
因此圖像處理電路3執(zhí)行偏移和靈敏度校正系數(shù)的操作，使得發(fā)光機構14產生的光強度根據記錄于系數(shù)校正記錄部分3A中的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)被反射，所以當發(fā)光機構14提供光時能夠消除偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)產生的誤差。
接著，第一實施例的圖像拾取裝置的制造方法如下對于本實施例中圖像拾取裝置的FPD1，ITO膜等透明電極作為雙頭電極9形成于TFT基片12上，然后1μm厚的三硫化二銻(Sb2S3)薄膜首先制成中間層7a，接著1mm厚的無定形硒(a-Se)薄膜制成放射線敏感型半導體層7。然后0.1μm厚的金(AU)薄膜作為公共電極8形成于無定形硒(a-Se)半導體的薄膜上。發(fā)綠光的發(fā)光二極管表面置于帶有透明粘合劑的TFT基片12的背面，發(fā)光機構14從而被放置。
接著，本實施例圖像拾取裝置的射線探測操作如下使用了在管電壓55kV和管電流80mA的條件下從X射線管射出的X射線作為放射線，所述的X射線管帶有一放置于FPD1有1m遠處的AL濾波器。為產生強X射線，使用了1mm厚度的AL濾波器；為產生弱X射線，使用了26mm厚的AL濾波器。電信號處理電路的數(shù)位輸出設置在8000LSB的整個范圍。
當X射線提供4秒鐘然后在下面列出的操作條件(1)到(5)的情況下停止時，電信號處理電路2的輸出響應波形被測量，從測量數(shù)據中計算出由于光源產生的暗電流增量導致的動態(tài)范圍遞減率、探測靈敏度波動程度和殘余輸出的出現(xiàn)程度。
圖5和6顯示了電信號處理電路2的輸出響應波形的測量結果，表2列出了動態(tài)范圍遞減率、探測靈敏度波動程度和殘余輸出的出現(xiàn)程度等結果。
操作條件(1)產生強X射線電荷-電壓轉換器2A的增益設定值1從光強度控制部分15到發(fā)光二極管表面的供電電壓10V操作條件(2)產生弱X射線電荷-電壓轉換器2A的增益設定值30從光強度控制部分15到發(fā)光二極管表面的供電電壓7V操作條件(3)產生強X射線電荷-電壓轉換器2A的增益設定值1從光強度控制部分15到發(fā)光二極管表面的供電電壓7V操作條件(4)產生弱X射線電荷-電壓轉換器2A的增益設定值30從光強度控制部分15到發(fā)光二極管表面的供電電壓10V操作條件(5)產生弱X射線電荷-電壓轉換器2A的增益設定值1從光強度控制部分15到發(fā)光二極管表面的供電電壓無操作條件(1)和(2)應用于第一實施例，操作條件(3)到(5)應用于對比表2

對于在表2和圖5和6的輸出響應波形中探測靈敏度的波動和殘余輸出的出現(xiàn)數(shù)據，在本實施例和對比實施例之間作一個比較，可以看出當發(fā)光機構14產生光時，控制光強度能有效地防止探測靈敏度的波動殘余輸出的出現(xiàn)。特別地，在本實施例的輸出響應波形和圖6中的對比實施例之間作一個比較，可以看出當發(fā)光機構14產生光時，控制過程被執(zhí)行，使得所提供的光強度根據電信號處理電路2的增益設定值的減小或增加而增加或減小，因而可以防止動態(tài)范圍的急劇減小。
<第二實施例>
圖7的圖像拾取裝置的結構框圖示出了本發(fā)明第二實施例的圖像拾取裝置的結構和一間接轉換型平板放射線探測器(放射線探測器)的內部構造。
第二實施例的圖像拾取裝置除了使用間接轉換型平板放射線路探測器(放射線探測器)探測放射線之外，其具有與第一實施例的圖像拾取裝置相同的結構和優(yōu)點，所以圖7中同樣的附圖標記代表著前面圖1中所述的相同或相似部分，將不再贅述。
第二實施例的圖像拾取裝置包括一間接轉換型平板放射線探測器(FPD)20，一電信號處理電路2，一圖像處理電路3，一圖像監(jiān)視器4，一操作部分5和一中央處理器6，如圖7所示。間接轉換型平板放射線探測器(FPD)20探測并輸出穿過物體的入射放射線的空間分布，所述物體的圖像以電信號的形式被獲取(未示出)，電信號處理電路2放大從FPD20輸出的電信號，圖像處理電路3在由電信號處理電路2放大的電信號的基礎上產生放射線圖像。圖像監(jiān)視器4顯示由圖像處理電路3產生的放射線圖像，執(zhí)行機構運行通過操作部分5獲取圖像所需的入口操作。中央處理器6響應通過操作部分5和圖像拾取過程的前期狀態(tài)進行的入口操作，執(zhí)行必要的操作和控制。因此當放射線提供給物體時，與穿過物體投射到FPD20上的放射線圖像相一致的放射線圖像顯示在圖像監(jiān)視器4上。
在FPD20中，一由許多半導體光傳感器24組成的二維陣列形成于將放射線轉換成光的射線-光轉換層21的一面上，所述半導體光傳感器24由電分離光敏感半導體層22提供，其每一個都帶有位于半導體層22背面的電信號輸出電極23。一透明的玻璃基片(TFT基片)27放置在射線-光轉換層21的半導體光傳感器24的形成面上，所述透明的玻璃基片27帶有成對的薄膜晶體管開關(FTF)25和電容26，其中每對用于一個半導體光傳感器24，與放射線圖像象素一一對應。
也就是說，有放射線照射的情況下，與放射線入射強度相對應量的電荷通過射線-光轉換層21在電容26上積聚，然后一門驅動器28根據用于讀出積聚在電容26上的電荷的外部掃描信號依次開啟和關閉FTF開關25，由此入射放射線在射線-光轉換層21上產生的光作為電信號從每個半導體光傳感器24輸出，并且探測出入射放射線的空間分布。
第二實施例的圖像拾取裝置也包括一發(fā)光機構(光源部分)29和一光強度控制部分30，發(fā)光機構29為射線-光轉換層21的半導體光傳感器24的整個形成面提供光，光強度控制部分30控制發(fā)光機構29，使得根據電信號處理電路2的增益設定值的減小或增加而減小或增加發(fā)光機構29產生的光強度。
光強度控制部分30控制發(fā)光機構29，使得當電信號處理電路2的增益設定值減小時發(fā)光機構29產生的光強度增加，當增益設定值增加時發(fā)光機構29產生的光強度減小(即使得增益設定值和光強度成反比例)。
所以在本實施例中也執(zhí)行通常的操作，使得入射放射線強度和增益設定值成反比例，使增益設定值和光強度成反比例。因此光強度控制部分30控制發(fā)光機構29，使得發(fā)光機構29產生的光強度和入射放射線強度成正比例。
仍在本實施例中，例如根據每個增益設定值經過事先實驗計算出適當?shù)墓鈴姸龋⑶矣涗浥c每個增益設定值相關的上述光強度，然后讀出相應的光強度并將其設置在光強度控制部分30中。
更進一步地，如果使用的放射線強度事先限制在幾個當中，則對于每一個放射線強度，一個適當?shù)脑鲆嬖O定值和一個適當?shù)墓鈴姸葘⑾嗷リP聯(lián)地記錄在一起。如果放射線強度被設置了，那么適當?shù)脑鲆嬖O定值和適當?shù)墓鈴姸纫沧詣拥乇辉O置。
在FPD20中，從發(fā)光機構29發(fā)出的光照射在上面的每個半導體光傳感器24的電信號輸出電極23由例如鋁或鉭這樣的半透明材料制成，同時其具有用于屏蔽發(fā)光機構29發(fā)出的光的光屏蔽功能，使得光不能由半導體傳感器24直接探測。發(fā)光機構29發(fā)出的光不是被探測的放射線，因此不直接由半導體光傳感器24探測。
特別地，發(fā)光機構29可以包括由透明的丙烯酸樹脂制成的光導向板31，所述光導向板重疊在TFT基片27的背面放置，一發(fā)光體32，例如發(fā)光二極管或冷陰極管，放置于光導向板31的側端面，如圖7所示。作為重疊在TFT基片27上的光導向板31的表面可以經過顯微機械加工(經過表面粗糙處理)，一反射層33可以貼到光導向板31的背面，一散射層34可以放置在TFT基片27和光導向板31之間。
在這樣的情況下，發(fā)光體32的光當在反射層33上被反射時穿過光導向板31，并通過經顯微機械加工的光導向板31的表面和散射層34，從而有效和均勻地供給射線-光轉換層21的半導體光傳感器24的形成面。
作為發(fā)光機構29的另一個特定構造，一表面發(fā)光二極管可以放置到帶有透明粘合劑的TFT基片27上，其發(fā)光表面面對TFT基片27。光強度控制部分30控制發(fā)光體32的發(fā)光量，使得發(fā)光體32的光強度根據增益設定值的減小或增加而增加或減小，同時還操縱使得不僅在放射線探測階段而且在放射線探測階段之前或之后仍能允許發(fā)光機構29發(fā)光。
在本實施例的圖像拾取裝置中，當發(fā)光機構29向將放射線轉換成光的射線-光轉換層21的半導體光傳感器24形成面提供光時，由光所產生的空間電荷在半導體光傳感器24之間的空間積聚，因此當放射線入射時產生的電荷不會積聚而是被輸出，所以不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化并且能防止FPD20的探測靈敏度的波動。
當放射線的照射停止時如果發(fā)光機構29發(fā)出的光繼續(xù)保持，在半導體光傳感器24之間的空間中的空間電荷不能輸出并且繼續(xù)積聚，因此也可以防止殘余輸出的發(fā)生。
更進一步地，如上文所述，當光強度控制部分30控制發(fā)光機構29時，所提供的光強度根據電信號處理電路2的增益設定值的減小或增加而增加或減小。
另一方面，隨著暗電流加入到電信號中，發(fā)光機構29的光源帶來了電信號的增強。伴隨著發(fā)光機構29的光源發(fā)生的上述暗電流分量根據產生的光強的增加或減小而增加或減小，當光強增加時上述暗電流分量增加。
也由于電信號處理電路2按照增益設定值放大了伴隨著光源產生的上述暗電流分量，電信號處理電路2的動態(tài)范圍縮小到與所述放大的暗電流分量占有電信號處理電路2輸出范圍差不多的程度。若增益設定值增加，暗電流分量的放大程度增加并且同等的暗電流分量也增加，如果增益設定值增加，動態(tài)范圍的縮小程度也增加。
在本實施例中，然而如果電信號處理電路2的增益設定值增加，則由發(fā)光機構29產生的光強度減小并且暗電流分量減小，從而暗電流分量的減小抵消了增益設定值的增加，同時抑制了隨著增益設定值的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。相反，若電信號處理電路2的增益設定值減小，由發(fā)光機構29產生的光強度增加并且暗電流分量增加，然后增益設定值的減小抵消了暗電流分量的增加，同時抑制了隨著光強度的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。
因此，在本實施例的圖像拾取系統(tǒng)中，伴隨著光源出現(xiàn)暗電流分量范圍地占有電信號處理電路2的輸出范圍的情況用于防止FPD20探測靈敏度的波動，消除了殘余輸出的產生，從而動態(tài)范圍大量縮小的情況也不會發(fā)生。
本發(fā)明并不局限于上述實施例，也可以作如下的改進(1)在第二實施例中，F(xiàn)PD20中的每一個電信號輸出電極23的光屏蔽功能阻止了半導體光傳感器24直接探測發(fā)光機構29產生的光，然而，電信號輸出電極23可以是光學透明的電極，同時在光導向板31的表面，例如在發(fā)光機構29的一面上，為每個半導體光傳感器24放置具有光屏蔽功能的半透明光柵，從而借助于光柵阻止半導體光傳感器24探測發(fā)光機構29發(fā)出的光。
(2)一激光二極管(LD)或電發(fā)光(EL)裝置也可以用作本實施例中發(fā)光機構的發(fā)光體。
(3)本發(fā)明的圖像拾取裝置不僅可應用于醫(yī)療設備，例如X射線熒光鏡和放射線照相裝置，還可以應用于工業(yè)設備，例如X射線無損檢查裝置等。
從上面的敘述可以看出，根據放射線圖像拾取裝置的第一方面，光源部分為放射線探測器中的射線敏感型半導體層的雙頭電極形成面提供光，然后由光源產生的空間電荷積聚在雙頭電極之間的空間內，當放射線照射時所述電荷不再積聚并且向外輸出。從而不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化，同時能夠防止放射線探測器探測靈敏度的波動。當放射線的照射停止時如果光源繼續(xù)保持，在雙頭電極之間的空間中的空間電荷不能輸出并且繼續(xù)積聚，因此可以防止殘余輸出的發(fā)生。
如果電信號處理電路的增益設定值增加，則由光源部分產生的光強減小并且暗電流分量減小，從而暗電流分量的減小抵消了增益設定值的增加，同時抑制了隨著增益設定值的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。另外相反地，若電信號處理電路的增益設定值減小，由光源部分產生的光強度增加并且暗電流分量增加，然后增益設定值的減小抵消了暗電流分量的增加，并且抑制了隨著光強度的增加導致的動態(tài)范圍的縮小，同時縮小動態(tài)范圍的暗電流分量不再大范圍地占有電信號處理電路的輸出范圍，因此不會出現(xiàn)動態(tài)范圍大范圍縮小的情況。
更進一步地，根據放射線圖像拾取裝置的第四方面，光源部分為放射線探測器中射線-光轉換層的半導體光傳感器形成面提供光，從而光不直接由半導體光傳感器探測，光源部分產生的光不直接由半導體光傳感器探測，從而半導體光傳感器的探測操作不受到阻礙。由光源產生的電荷積聚在半導體光傳感器之間的空間內，因此當放射線照射時這些電荷不再積聚而是被輸出，從而不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化，同時能夠防止放射線探測器探測靈敏度的波動。
當放射線的照射停止時如果光源繼續(xù)保持，在半導體傳感器之間的空間中的空間電荷不能輸出并且繼續(xù)積聚，因此也可以防止殘余輸出的發(fā)生。
如果電信號處理電路的增益設定值增加，則由光源部分產生的光強度減小并且暗電流分量減小，從而暗電流分量的減小抵消了增益設定值的增加，同時抑制了隨著增益設定值的增加導致的動態(tài)范圍的縮小。另外相反地，若電信號處理電路的增益設定值減小，由光源部分產生的光強度增加并且暗電流分量增加，然后增益設定值的減小抵消了暗電流分量的增加，并且抑制了隨著光強度的增加導致的動態(tài)范圍的縮小，同時縮小動態(tài)范圍的暗電流分量不再大范圍地占有電信號處理電路的輸出范圍，因此不會出現(xiàn)動態(tài)范圍大范圍縮小的情況。
權利要求
1.一放射線圖像拾取裝置，其包括一放射線探測器，其包括形成于射線敏感型半導體層的一面的公共電極和多個形成于半導體層另一面的雙頭電極，所述放射線探測器取出由放射線照射在半導體層上產生的電荷，并且探測入射放射線的空間分布，所述電荷作為電信號從每個雙頭電極輸出；一電信號處理電路，其用于根據增益設定值執(zhí)行取出電信號的信號處理，同時也允許增加或減小增益設定值；一圖像處理電路，其在由電信號處理電路進行信號處理過的電信號的基礎上產生放射線圖像；一用于將光提供給半導體層雙頭電極形成面的光源部分；和一用于控制光源部分的光強度控制部分，從而可以根據電信號處理電路的增益設定值的增加或減小而增加或減小所產生的光強度。
2.如權利要求1所述的放射線圖像拾取裝置，其特征在于放射線探測器包括一具有可選擇載體的中間層，所述中間層形成于半導體層和雙頭電極之間，所述光源部分至少在放射線探測期間為中間層提供光。
3.如權利要求1或2所述的放射線圖像拾取裝置，其特征在于雙頭電極在光源部分產生的光的波長下為透明或半透明的。
4.一放射線圖像拾取裝置，其包括一放射線探測器，其包括一用于將射線轉換成光的射線-光轉換層和多個形成于射線-光轉換層其中一面的半導體光傳感器，所述半導體光傳感器由電分離光敏感半導體層提供，所述放射線探測器從每個半導體光傳感器輸出作為電信號的光，并且探測入射放射線的空間分布，所述光在放射線照射的情況下在射線-光轉換層產生；一電信號處理電路，其用于根據增益設定值執(zhí)行取出電信號的信號處理，同時也允許增加或減小增益設定值；一圖像處理電路，其在由電信號處理電路進行信號處理過的電信號的基礎上產生放射線圖像；一用于將光提供給射線-光轉換層的半導體光傳感器形成面的光源部分，這樣光不直接由半導體光傳感器探測，和一控制所述光源部分的光強度控制部分，使得可以根據電信號處理電路的增益設定值的增加或減小來增加或減小光的強度。
5.如權利要求4所述的放射線圖像拾取裝置，其特征在于每個半導體光傳感器包括一電信號輸出電極，該輸出電極起到在光源部分產生的光照射的一面上產生光屏蔽的功能。
6.如權利要求1、2、4或5任一權利要求所述的放射線圖像拾取裝置，其特征在于所述放射線探測器包括一帶有成對的薄膜晶體管開關和電容器的透明玻璃基片，其中每對用于一個雙頭電極或一個半導體光傳感器，與放射線圖像象素一一對應，上述的透明玻璃基片位于射線敏感型半導體層的雙頭電極形成面上或射線-光轉換層的半導體光傳感器的形成側上，有放射線照射的情況下，與放射線入射強度相對應量的電荷通過雙頭電極或半導體光傳感器在電容上積聚，晶體管開關根據用于讀出積聚在電容上的電荷的外部掃描信號依次開啟和閉合，從而取出電信號。
7.如權利要求1、2、4或5任一權利要求所述的放射線圖像拾取裝置，其特征在于所述圖像處理電路包括一系數(shù)校正記錄部分，該部分在校正電信號之間的偏移位置變量時為每一個電信號記錄偏移校正系數(shù)，和在校正電信號之間靈敏度位置變量時為每一個電信號記錄靈敏度校正系數(shù)，從而產生放射線圖像，由所述光源部分提供的光強度事先分成幾級，為設定的光強度的每一個預定等級計算出偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)并將其記錄在系數(shù)校正記錄部分，所述圖像處理電路在為設定的光強度的每一個預定等級所記錄的偏移校正系數(shù)和靈敏度校正系數(shù)的基礎上，根據實際提供的光強度等級對每個電信號執(zhí)行偏移變量和靈敏度變量校正操作。
全文摘要
一發(fā)光機構為FPD中的半導體層和射線敏感型中間層的雙頭電極形成面提供光，不會發(fā)生有效敏感區(qū)域的變化，從而防止了FPD的探測靈敏度的波動。當放射線停止照射之后如果光源仍然保持，就可以防止殘余輸出的產生。更進一步地，一光強度控制部分控制光源部分，使得根據電信號處理電路增益設定值的減小或增加而增加或減小光源部分產生的光強度，同時縮小動態(tài)范圍的暗電流分量不再大范圍占有電信號處理電路的輸出范圍，所以動態(tài)范圍也不會被大范圍地縮小。
文檔編號H04N5/335GK1530074SQ20041002833
公開日2004年9月22日 申請日期2004年3月1日 優(yōu)先權日2003年3月18日
發(fā)明者佐藤賢治 申請人:株式會社島津制作所