具有可編程集群的像素矩陣的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種成像設備，包括以行和列組織的像素(P(i,j);Q(i,j);R(i,j);X(i,j);Y(i,j))的矩陣(10;20;30)，以及用于實現所述設備的方法。根據本發明，每個當前像素(P(i,j);Q(i,j);R(i,j);X(i,j);Y(i,j))包括：行分組開關(B(i,j))，其使得可以將所述當前像素(P(i,j);Q(i,j);R(i,j);X(i,j);Y(i,j))與同一行的下一像素(P(i,j+1);Q(i,j+1);R(i,j+1);X(i,j+1);Y(i,j+1))分組；列分組開關(A(i,j))，其使得可以將所述當前像素(P(i,j);Q(i,j);R(i,j);X(i,j);Y(i,j))與同一列的下一像素(P(i+1,j);Q(i+1,j);R(i+1,j);X(i+1,j);Y(i+1,j))分組；以及存儲裝置(M(i,j);U(i,j);V(i,j))，其使得可以限定兩個分組開關(A(i,j),B(i,j))的狀態，即通或斷。
【專利說明】具有可編程集群的像素矩陣【技術領域】
[0001]本發明涉及一種成像設備以及實現所述設備的方法。本發明能夠實現在檢測器中用于成像。這種類型的設備包括通常以矩陣或以條組織的稱為像素的大量敏感點。
【背景技術】
[0002]本發明可用于生成可視圖像，但是不限于該領域。在本發明的上下文中，應當在廣義的意義上理解術語“成像”。例如，可以生成壓力的映射或溫度的映射，或者甚至是化學勢或電勢的兩維表示。這些映射或表示形成了物理量的圖像。
[0003]在檢測器中，像素表示檢測器的基本敏感元件。每個像素將其所經受的物理現象轉換成電信號。從不同像素獲得的電信號被收集在矩陣讀取相中，然后經數字化，從而能夠被處理和存儲以形成圖像。像素由對物理現象敏感且傳遞電荷的電流的區域形成。物理現象可以是電磁輻射，并且因此，將通過這種類型的輻射來解釋本發明，并且電荷電流是通過敏感區域接收到的光子流的函數。對任何成像設備的泛化將是容易的。
[0004]光敏感區域一般包括光敏感元件或光檢測器，其可以是例如光二極管、光敏電阻或光電晶體管。存在大尺寸的光敏感矩陣，其可具有幾百萬個像素。每個像素由光敏感元件和電子電路構成，該電子電路由例如開關、電容器、電阻器構成，在電阻器的下游是激勵器。由光敏感元件和電子電路構成的組件使得可以生成電荷并且收集電荷。電子電路通常使得可以在電荷轉移之后將在每個像素中收集的電荷復位。激勵器的作用是轉移或復制由讀取電極中的電路收集到的電荷。該轉移是在激勵器接收到指令時進行的。激勵器的輸出對應于像素的輸出。
[0005]在該類型的檢測器中，像素根據兩個階段來操作:成像階段，在該成像階段期間，像素的電子電路累積由光敏感元件生成的電荷；以及讀取階段，在該讀取階段期間，借助于所述激勵器，將所收集的電荷轉移或復制到讀取電極中。
[0006]在所述成像階段期間，所述激勵器是無源的，并且收集的電荷改變光敏感元件和激勵器之間的連接點處的電勢。該連接點被稱作像素電荷收集節點，或更簡單地稱作像素節點。在讀取階段期間，所述激勵器是有源的，從而釋放在光敏感點處累積的電荷，以便傳送它們或復制它們，甚至將像素的節點的電勢復制到位于所述激勵器下游的檢測器的讀取電路。
[0007]無源激勵器應當被理解成不與讀取電路電接觸的激勵器。因此，當激勵器是無源的時，在像素中收集的電荷既不被轉移也不被復制到讀取電路中。
[0008]激勵器可以是通過時鐘信號控制的開關，其通常是晶體管。激勵器還可以是跟隨電路或者是使得可以將在像素中收集的電荷提交(refer)或轉移到讀取電路的任何其它設備，例如已知首字母縮略詞為CTIA (電容跨阻抗放大器)的設備。
[0009]這種類型的像素能夠用于工業領域的醫療領域或非破壞性檢測領域中電離輻射以及尤其是X或Y輻射的檢測器的成像，以供檢測放射圖像。在一些檢測器中，光敏感元件使得可以檢測可視電磁輻射的或近可視的電磁輻射。這些元件對待檢測的入射到檢測器的輻射具有極小的敏感度或不具有敏感度。輻射轉換器(稱為閃爍體)隨后用于將入射的輻射(例如，X輻射)轉換成像素中所存在的光敏感元件對其敏感的波長帶中的輻射。
[0010]根據日益廣泛使用的另一類型的檢測器，檢測器材料是對待檢測輻射(例如，X或伽瑪)敏感的半導體。檢測器中的輻射的交互生成電荷載體。通過交互生成的電荷被收集在像素的端子(稱為節點)處。
[0011 ] 在成像階段期間，通過每個光敏感元件接收到的光子形式的電磁輻射被轉換成電荷(電子/空穴對)，并且每個像素通常包括電容器，電容器使得可以累積這些變化從而使像素節點的電壓變化。該電容可以是光敏感元件所固有的，在該情況下稱其為寄生電容，或者以并聯連接至光敏感元件的電容器的形式添加。
[0012]一般地，像素被單獨地讀取。例如，矩陣可以包括與矩陣的每列像素關聯的讀取電極。在該情況下，讀取指令被發送到矩陣的同一行的全部激勵器，并且通過將其電信息、電荷、電壓、電流、頻率等轉移到與其關聯的讀取電極來讀取該行的每個像素。
[0013]將多個像素分組在一起以便統一地讀取它們是必要的。該分組能夠使用以便提高矩陣讀取速度或者甚至是改善所讀取的每個元件的信噪比。分組像素可具有用于對來自分組像素的電信息實施求和或平均的操作的裝置。這些裝置可以是模擬的或數字的。
[0014]在下文中，將對如下情況進行說明:在相同值的電容器上存儲的大量電荷形式的電信息在像素中以模擬形式可用。顯然，對于在每個像素中生成的任何形式的電信息均能夠實現本發明。
[0015]已經生成了矩陣，其提供以四個或八個分組的相鄰像素。用于實施平均操作的裝置僅是連接相鄰像素的電容器的分組開關。通過矩陣的行或列電極來控制開關，設定每個開關的通或斷狀態。為了限制電極的數量，預先確定可能的組。一個電極能夠設定多個開關的狀態。例如，布置在每隔一行上的一組電極使得可以將矩陣的全部像素成對地分組。為了以四個分組，需要添加使得可將兩個相鄰對分組的其它分組開關控制電極。
[0016]一旦存在使可能的分組配置增倍的需要，電極的數量就增加，這使得矩陣的路由復雜并且減小了可用于光敏感元件的空間。幾乎不可能生成可變分組，這將需要為每個分組開關實現一個電極。
[0017]當一些像素有缺陷時，這種類型的實現也呈現出局限性，這在矩陣包括大量像素的情況下是常見的。像素可以例如是噪音極大的像素或與電源短路的像素。虛假的或者從該像素丟失的信息隨后通過來自其近鄰的信息項的平均來替換。然而，如果該有缺陷的像素污染或破壞了一組像素，則它的可接受性變得更困難，如果污染或破壞延伸至較大的組則更加困難。

【發明內容】

[0018]本發明旨在通過提出其中分組開關可編程的像素矩陣來緩解上文所述問題中的全部或一些問題。
[0019]為此，本發明的主題是一種成像設備，其包括以行和列組織的像素的矩陣，其特征在于，所述矩陣的每個當前像素包括:
[0020]?行分組開關，如果所述當前像素所屬的行中存在下一像素，則所述行分組開關使得可以將所述當前像素與同一行的下一像素分為一組，[0021]?列分組開關，如果所述當前像素所屬的列中存在下一像素，則所述列分組開關使得可以將所述當前像素與同一列的下一像素分為一組，以及
[0022]?存儲裝置，其使得可以限定兩個分組開關的狀態，即通或斷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]在閱讀以舉例的方式給出的實施例的詳細說明時，將更好地理解本發明，并且其它優點將變得清晰，說明書通過附圖進行圖示，其中:
[0024]圖1表示根據本發明的像素矩陣的示例，其中通過讀取每個像素所收集到的電信息是電壓；
[0025]圖2表示根據本發明的像素矩陣的另一示例，其中通過讀取每個像素所收集到的電息是電荷；
[0026]圖3表示用于將在圖2的矩陣的不同列電極中經過的電荷相加或平均的裝置的示例；
[0027]圖4表示圖2的矩陣的 變型例；
[0028]圖5表示根據本發明的矩陣的示例，其中像素包括移位寄存器；
[0029]圖6表不包括移位寄存器的像素的另一不例；
[0030]圖7、圖8和圖9表示像素的分組的多個示例。
[0031 ] 為了清晰，在不同的圖中相同的元件具有相同的標記。
【具體實施方式】
[0032]圖1表示包括以四行和四列分布的十六個像素P(i，j)的矩陣10。在該圖中，行和列由它們的秩標識，i用于行而j用于列。有益地，像素P(i，j)均相同，這簡化了矩陣的生成。顯然，本發明不限于該尺寸的矩陣。通常存在具有更大數量的像素且能夠實現本發明的矩陣。
[0033]每個像素P(i，j)包括對例如電磁輻射的物理現象敏感的元件。在所示的示例中，該現象被轉換成電荷。在圖1中以簡化的方式通過電容器C(i，j)表示敏感元件，使得可以累積由物理現象的轉換所獲得的電荷。如之前所理解的，在待量化的電磁輻射的示例中，敏感元件可以是光電二極管，并且電容器c(i，j)表示由輻射轉換所獲得的電荷累積在其上的寄生電容或者可能與光電二極管并聯連接的附加電容。電容器C(i，j)的第一電極連接至矩陣10的地面。電容器C(i，j)的第二電極的電勢作為累積的電荷的函數而變化。該第二電極形成了像素的節點。如上所述，敏感元件能夠將物理現象變換成諸如電壓、電流或頻率的其它類型的電信息。
[0034]在圖1的示例中，每個像素P(i，j)都包括電壓跟隨器S(i，j)，其使得可以在像素的輸出處復制與在電容器c (i, j)中累積的電荷對應的電壓；以及激勵器T (i, j)，其使得可以在讀取階段將由跟隨器S(i，j)供給的電壓轉移到矩陣10的列Col (j)中的電極。激勵器T(i，j)由矩陣10的行Ph1-ligne(i)電極控制。跟隨器S(i，j)在其輸入處連接至像素P(i，j)的節點。
[0035]矩陣10還包括:行尋址寄存器11，其用于驅動矩陣10的行Ph1-ligne (i)中的不同電極；列讀取寄存器12，其用于在激勵器T(i，j)接通時收集在列Col (j)中的不同電極上存在的電壓。
[0036]每個像素P (i, j)都包括:行分組開關B (i, j)，其使得可以將其與同一行中位于下一列的像素P (i，j+1)分為一組；以及列分組開關A (i，j)，其使得可以將其與同一列中位于下一行的像素P(i+1，j)分為一組。
[0037]分組開關A(i，j)和B(i，j)使得可以連接在每個像素P (i，j)的節點處所涉及到的不同像素P(i，j)的電容器C(i，j)。
[0038]如之前所提到的，有益的是像素P(i，j)都相同以便簡化用于生成矩陣的掩碼(mask)的定義。給定該假設，甚至是最后一行的像素也包括行分組開關B (i，j)。類似地，最后一列的像素包括列分組開關A(i，j)。這些開關不是必要的并且簡單地不連接至下一像素，因為不存在下一像素。
[0039]每個像素P (i，j)還包括存儲裝置M (i，j)，其使得可以限定兩個分組開關A (i，j)和B(i，j)的狀態，即通和斷。更具體地，存儲裝置M(i，j)包括兩個二進制存儲單元，開關A(i，j)和B(i，j)中的一個的狀態被存儲在兩個二進制存儲單元中的每個上。每個存儲單元都包括例如觸發器。分組開關A(i，j)和B(i，j)是例如由其柵極(gate)驅動的場效應晶體管，并且每個存儲單元的輸出驅動關聯的開關的柵極。為此，在圖1中，在每個存儲單元上，已經標記了關聯的分組開關A(i，j)或B(i，j)的標識符。
[0040]在圖1中未表示出對用于將必要的信息存儲于其中的存儲裝置M(i，j)的存取以保持其不雜亂。可通過行和列電極來進行尋址，使得可以標識所尋址的像素P (i，j)。每個像素P(i，j)可以包括“與”單元，“與”單元的兩個輸入分別連接至尋址的行電極和列電極。因此，“與”單元的輸出限定了待編程的像素?？稍谛兄谢蛟诹兄新酚傻母郊与姌O使得可以將待存儲數據傳送到各個存儲單元。因此，存在用于每個存儲單元且共用于全部像素P(i，j)的數據電極。通過寄存器11和12來驅動尋址電極和數據電極。
[0041]多個相鄰像素P(i，j)的分組是通過以下產生的:連接在其相應節點處的分組的像素的不同電容器C(i，j)。該連接將分組的這些不同像素節點P (i，j)的電勢平均化。因此，在分組的不同跟隨器S (i，j)的輸出處可獲得的電壓是相等的，并且在矩陣10的讀取階段，能夠選擇分組的電壓跟隨器s(i，j)中的任一個，以通過與所保持的像素P(i，j)的電壓跟隨器s(i，j)關聯的激勵器T(i，j)將其與列Col (j)中的電極連接。
[0042]考慮例如如下情況:四個相鄰像素要分組在一起以形成在兩行2i和2i+l和兩列2j和2j+l上展開的方形圖案。對于i和j的任意當前值，存儲裝置M(i，j)被編程以對坐標的像素分組:(2i，2j) ; (2i+l, 2j) ; (2i+l, 2j)和(2i+l，2j+1)。在讀取階段中，行尋址寄存器11驅動與行Ph1-ligne(2i)中的電極關聯的激勵器，并且列讀取寄存器12驅動列Col (2j)中的電極。因此，像素P(2i，2j)表示它們所屬的組。
[0043]假設除了(2i，2j)之外的坐標像素是有缺陷的，分組開關A(i，j)和B(i，j)被編程以使其不屬于任何組。因此，該有缺陷的坐標像素不被讀取，并且如果分組已經體系化也不會污染其將所屬的組?，F在僅存在三個像素而不是四個像素的組。
[0044]另一方面，如果坐標像素(2i，2j)是有缺陷的，如之前所述，則分組開關被編程以使其不屬于任何組。然而，為了讀取該組的其它像素，在該情況下有必要還修改列讀取寄存器12的編程，以使得當行Ph1-ligne (2i)中的電極被尋址時，不是對列Col (2j)中的電極進行尋址，而是對列Col(2j+l)中的電極進行尋址。[0045]還可能的是多個像素有缺陷。假設兩個坐標像素(2i，2j)和(2i，2j+1)是有缺陷的，分組開關A(i，j)和B(i，j)被編程以使有缺陷的像素不屬于任何組，從而如果分組已經體系化也不會污染其將所屬的組。為了讀取該組的其它像素，在該情況下有必要還修改行尋址寄存器11的編程，以使行Ph1-ligne (2i+l)中的電極被尋址而不是行Ph1-ligne (2i)中的電極被尋址。
[0046]然而，如果在一對行2i，2i+l上存在兩對有缺陷的坐標像素(2i，2j), (2i, 2 j+1)和兩對有缺陷的坐標像素(2i+l，2k), (2i+l, 2k+l)，則之前段落的解決方案不再有效。在該情況下，為讀取具有缺陷對的兩組，必須對行2i和2i+l接連地尋址。
[0047]更一般地，如果全部像素都是良好的，則在讀取階段中，經由行2i來進行尋址。
[0048]如果極少數幾個像素是有缺陷的，則尋址能夠將考慮到這點并且將有缺陷的像素所屬的行或列移位一個秩。
[0049]如果有缺陷像素對的數量增加，則在一些情況下必須讀取對應于組的2行或2列。因此，這使得讀取速度下降。盡管如此，通過改善所讀取電壓的信噪比能夠保持優點。
[0050]如果有缺陷像素對的數量進一步增加，則趨勢將朝向于對全部行和全部列進行尋址。關于讀取速度的分組益處完全消失。然而，關于信噪比的益處仍存在。盡管如此，這種情況在工業上生產的成像設備中是不大可能的。
[0051]圖2表示矩陣20，其包括如之前所述的分布在四個行和四個列的十六個像素Q(i，j)。在每個像素Q(i，j)中，存在用于累積由物理現象的轉換獲得的電荷的電容器C(i, j)、激勵器T(i，j)、分組開關A(i，j)和B(i，j)以及與分組開關A(i，j)和B(i，j)關聯的存儲裝置M(i，j)。在矩陣20中，存在列Col (j)中的電極和行Ph1-ligne(i)中的電極、行尋址寄存器11和列讀取寄存器12。
[0052]不同于矩陣10，矩陣20不包括任何跟隨器，并且像素Q(i，j)的節點能夠通過激勵器T(i, j)直接連接至列Col (j)中的電極。
[0053]在讀取階段中，當通過行Ph1-ligne(i)中的電極對像素Q (i，j)進行尋址時，在每個像素Q(i，j)的節點處累積的電荷通過激勵器T (i，j)被轉移到列Col (j)中的電極。注意的是，在矩陣20中，像素Q(i，j)的信息的讀取對信息是有破壞性的。換句話說，在將電荷從像素Q (i，j)的節點轉移到關聯的列Col (j)中的電極之后，在像素Q (i，j)的節點上電荷不再可用。
[0054]當通過分組開關A(i，j)和/或B(i，j)對像素組做出選擇時，所連接的不同節點的電勢被平均，并且電荷被相加在一起。當組被讀取時，激勵器T(i，j)能夠被驅動以使單個激勵器T(i，j)在同一分組中關閉。然后，恢復通過所選的激勵器T(i，j)相加的電荷。然而，這需要激勵器T(i，j)被單獨地驅動，并且因此需要用于對行和列激勵器T(i，j)進行尋址的系統，這大幅提高了矩陣20的路由。更易于通過行Ph1-ligne (i)中的電極來驅動每行的激勵器T(i，j)。在該情況下，如果組散布在多個連續的列上，則組的電荷能夠通過多個激勵器T(i，j)以及因此通過列Col(j)中的多個電極同時排出到列電極。因此，矩陣20包括讀取裝置是有用的，其對穿過與同一分組關聯的不同列電極的電荷進行相加和平均。
[0055]這種裝置的示例由位于列電極端部的塊BI和B2表示在圖2中。每個塊使得可以生成通過列Col (j)中的兩個電極傳送的電信號的平均值。在圖3中提供了這些塊中的一個的更詳細圖。[0056]在該塊中，列C0I(I)和C0I (2)中的兩個電極分別連接至兩個積分放大器Ai (I)和Ai (2)的反相輸入。兩個積分放大器Ai (I)和Ai (2)的非反相輸入連接至矩陣20的地面。分別為C(I)和C(2)的電容器以及分別為Ii(I)和Ii (2)的開關并聯地連接在積分放大器Ai (I)和Ai (2)中的每個的反相輸入和輸出之間。
[0057]在列Col⑴和Col⑵中的電極上所接收到的電荷被變換成電容器C(I)和C (2)中的每個上的電壓。開關Ii⑴和Ii⑵被驅動以將電容器C(I)和C(2)的電極之間的電
勢差復位為零。
[0058]分別為Cmem(I)和Cmem⑵的電容器經由開關Iech(I)和Iech (2)連接在每個積分放大器Ai (I)和Ai (2)的輸出和矩陣20的地面之間。這些放大器的輸出電壓被存儲在分別為Cmem⑴和Cmem⑵的電容器上。
[0059]混合開關Imelange使得可以連接兩個電容器Cmem⑴和Cmem⑵的有源電極(不接地)。開關Imelange使得當開關被關閉時可以對存在于兩個電容器Cmem(I)和Cmem(2)中的每個上的電壓進行平均。
[0060]然后，通過分別為As (I)和As (2)的跟隨器放大器來讀取當開關Imel被關閉時可能被平均的電容器Cmem(I)和Cmem(2)中的每個的端子處所存在的電壓。
[0061]圖3中所示的塊BI使得可以對在列Col(I)和Col (2)中的兩個電極上可用的電信息進行平均。顯然，可以將列Col (i)中的全部連續電極之間的混合開關泛化。將根據矩陣20的像素分組Q(i，j)的定義來操作混合開關。
[0062]圖4表示形成矩陣20的變型實施例的矩陣30，其中能夠單獨地驅動激勵器T(i，j)，而不以任何方式要求通過專屬于該尋址的電極來進行單獨尋址。
[0063]圖4表示矩陣30，其包括如之前所述的以四行和四列分布的十六個像素R(i，j)。在每個像素R(i，j)中，存在:電容器C(i，j)，其使得可以將由物理現象的轉換得到的電荷進行累積；激勵器T (i，j);以及分組開關A(i，j)和B(i，j)。在矩陣30中，存在列Col (j)中的電極和行Ph1-ligne (i)中的電極、行尋址寄存器11和列讀取寄存器12。像素R(i，j)的節點直接連接至激勵器T (i，j)，而無需跟隨器。
[0064]每個像素R(i，j)還包括與分組開關A(i，j)和B(i，j)關聯的存儲裝置M(i，j)。不同于矩陣10和20，矩陣30的存儲裝置M(i，j)使得可以還對激勵器T (i，j)的關閉進行授權。更具體地，存儲裝置M(i，j)包括附加的二進制存儲單元，在該位置中存儲關閉激勵器T(i，j)的授權。
[0065]關閉激勵器T(i，j)的授權是結合讀取像素R(i，j)的命令做出的。更具體地，仍通過行電極Ph1-ligne(i)來控制激勵器T(i，j)。能夠根據存儲在存儲裝置M(i，j)的附加位置中的數據來禁止該命令。實際上，像素R(i，j)可包括“與”單元，“與”單元的第一輸入連接至行電極Ph1-ligne (i)，并且“與”單元的第二輸入連接至其數據被標記的附加位置D(i，j)?！芭c”單元的輸出形成了激勵器T(i，j)的門命令。
[0066]從先前可以看出，存儲單元的編程能夠通過專屬于每個存儲單元的電極來進行，補充像素的尋址所需的電極。因此，存儲單元的數量增加通過強加了附加電極的路由而使得矩陣30的生成復雜化。
[0067]圖5表示矩陣40的四個相同像素X(i，j)，其使得可以通過集成在每個像素x(i，j)中且其單元形成不同存儲單元的移位寄存器u(i，j)來緩解該問題。如之前所述，本發明不限于該數量的像素。每個像素x(i，j)包括三個電子開關，Tl(i，j)、T2(i，j)和T3(i，j)。開關Tl(i，j)使得可以將像素的敏感元件(此處由光電二極管K(i，j)表示)的電勢復位。在像素X(i，j)的積分周期開始時，開關Tl (i，j)接通。在該周期開始之后，開關Tl(i，j)關斷。然后，像素X(i，j)的節點N(i，j)的電勢V根據定律AV=Q/C作為照明度的函數而變化，其中AV是節點N(i，j)處的電勢變化，Q是所收集的光電荷(也就是，通過檢測器中的光子交互所收集到的電荷)，并且C是通常基本上由于光電二極管K (i, j)的寄生電容而引起的在積分節點N(i，j)處所存在的電容。在積分周期結束時，通過控制電極Ph1-ligne (i)使開關T3(i, j)接通。然后，由開關T2 (i, j)和位于列電極Col (j)的底部的電流源Ipol (j)構成的組件構成了跟隨器狀態。因此，獲得了這樣的電勢:其作為在列電極Col(j)的底部處的節點N(i，j)的電勢的圖像，且其由使得可以例如將電勢數字化的電路S(j)使用。
[0068]每個像素X(i，j)還包括電容器C(i，j)，其使得可以修改像素X(i，j)的增益。開關G(i，j)使得可以將電容器C (i，j)連接至節點N (i，j)，并且因此增大積分節點N (i，j)處所存在的電容值。
[0069]根據本發明，分組開關A(i，j)和B(i，j)和存儲裝置此處也是由具有三個單元的移位寄存器U(i，j)形成，每個單元使得可以控制開關A(i，j)，B(i，j)和G(i，j)中的一個。
[0070]移位寄存器U (i，j)包括時鐘輸入H (i，j)和數據輸入E (i，j)，待存儲在移位寄存器U(i，j)的不同單元中的數據被連續地傳送到時鐘輸入H(i，j)和數據輸入E(i，j)。數據輸入E(i, j)連接至數據電極E-prog,該數據電極E-prog能夠為矩陣40的全部像素X (i, j)共用，這就是沒有給數據電極E-prog分配標識符(i，j)的原因。在圖5中，電極E-prog在矩陣40的線路i上路由。還可能的是通過列或通過網格來生成該路由。
[0071]借助其時鐘輸入H(i，j)來選擇待編程的像素X (i，j)，并且將數據串聯地呈現給數據輸入E(i，j)。
[0072]時鐘輸入H(i，j)通過“與”單元的輸出形成，“與”單元的第一輸入連接至行總線Ph1-ligne (i)，并且其第二輸入連接至列電極H-Col (j)，使得可以選擇待編程的像素X(i, j)的列。通過激活相關的行電極Ph1-ligne (i)來選擇特定像素X(i, j)。通過依照串聯地傳送到數據輸入E (i，j)的三個編程值三次激勵由列電極H-Col (j)傳送的命令，來進行移位寄存器U(i，j)的三個單元的實際編程。
[0073]在獲取圖像時，使通過列電極H-Col (j)傳送的所有命令無效，并且能夠借助行電極Ph1-ligne(i)來選擇不同的像素X(i，j)，而不會破壞在移位寄存器U(i，j)中編程的值。
[0074]在該示例中，行電極Ph1-ligne(i)已被再次用作用于選擇待編程像素X(i，j)的電極?？商娲?，可以實現獨立于行電極Ph1-ligne(i)且專屬于不同移位寄存器U(i，j)的編程的控制電極。
[0075]作為變型例，可以生成專用于矩陣的每行的電極E-pix)g。然后，在編程模式下，可以激活由行電極Ph1-ligne(i)所承擔的全部命令，并且同時對同一列的全部像素X(i，j)進行編程。這使得可以加速矩陣40的不同移位寄存器U(i，j)的編程。
[0076]像素的不同存儲單元的編程僅需要兩個具體的電極:時鐘電極H-Col (j)和數據電極正常E-pix)g，無論存儲單元的數量如何。這兩個電極連接至不同像素X(i，j)的全部移位寄存器U(i，j)。這樣，無需增加矩陣40的總線的數量，就可以增加存儲單元的數量以用于像素x(i，j)的其它需要。
[0077]存儲單元的編程是在成像階段之前的特定階段完成的，用于對像素尋址以用于編程的電極以及用于讀取的電極能夠部分地或全部地合并。
[0078]有益地，存儲裝置被配置為存儲多個像素分組配置，并且設備包括用于從存儲的配置中進行選擇的裝置。圖6表示了像素Y(i，j)的示例，其中通過包括六個單元的移位寄存器V(i，j)來形成存儲裝置，使得可以存儲用于像素Y(i，j)的不同開關的兩個不同的控制配置，即，每個像素三個開關的兩個配置。更一般地，移位寄存器V(i，j)包含多個單元，并且單元的數量等于存儲單元的數量乘以待存儲的不同配置的數量。
[0079]在表示的示例中，移位寄存器V(i，j)借助附加的控制電極Circ以循環回送(circular loopback)模式操作。像素 Y(i, j)包括三個開關 Tl (i, j)、T2 (i, j)和 T3(i, j)以及附加的開關T4(i，j)，附加的開關T4(i，j)由控制電極Circ驅動且使得可以將數據輸AE(i, j)連接至電極E-pix)g或連接至移位寄存器V(i，j)的最后一個單元。兩個編程配置能夠分別存儲在移位寄存器V(i，j)的前3個單元和后3個單元中。通過依照施加到時鐘輸入H(i，j)的六個脈沖來驅動開關T4(i，j)從而將數據輸入E (i，j)連接至電極E-prog，來完成移位寄存器V(i，j)的編程。通過依照施加到時鐘輸入H(i，j)的三個脈沖來驅動開關T4(i，j)從而將數據輸入E(i，j)連接至移位寄存器V (i，j)的最后一個單元，來獲得從一個配置到另一個配置的轉變。通過激活行電極Ph1-ligne (i)上存在的命令并且通過激活電極H-Col (j)上存在的命令，來獲得時鐘脈沖。
[0080]顯然，對于諸如之前所描述的矩陣10、20和30的任意類型的矩陣，能夠實現移位寄存器 u(i，j)和 V(i，j)。
[0081]存儲單元的編程使得可以限定任意類型的分組:2x2, 3x3，4x4，--?]! x n, nx m,甚至復合形式的分組，甚至是在矩陣的整個尺寸上不相同的分組，例如，在中心處的組比在矩陣的邊緣處的小，或者交替的小組和大組。編程使得可以從組中排除有缺陷的像素。
[0082]對于復合形式的示例，圖7表示為八個像素的交叉形狀分組形式的規則分組。像素的輪廓由虛線表示，并且分組的輪廓由實線表示。圖8表示以人字形形式組織的三個像素的規則分組。圖9示出了不同尺寸的分組。其它形式的分組顯然是可能的。
[0083]能夠從一種分組配置迅速地切換到另一種分組配置是有趣的。存儲單元的編程使得可以快速地重新限定兩個圖像之間或圖像的連續序列之間的分組。
[0084]例如，如果像素以動態成像序列分組為2x2，則將這些分組從一個圖像移至下一圖像、向右移一個像素、然后向上移動、然后向左移動、然后最后向下移動，以使得在4個圖像的周期之后已經實現這些分組的全部位置是有趣的。這樣，在改善圖像的信噪比的同時恢復接近于未通過分組所獲得的空間分辨率的空間分辨率。
[0085]在放射成像領域中，像素分組的重構還提供了益處。例如，在熒光屏檢查中，可能的是交替地使用低劑量熒光屏檢查模式和高劑量序列。在熒光屏檢查模式中，目的是快速地讀取，并且不追求空間分辨率。因此，期望的是2x2分組，甚至是更大的分組。在高劑量序列中，能夠減小圖像比，但是追求空間分辨率，并且分組的尺寸減小。甚至可以不對任何像素進行分組，而是 對它們都進行單獨地讀取。
[0086]通過前面在矩陣10、20和30中所描述的結構，需要對經由分組開關A(i，j)和B(i, j)相關的存儲單元進行完全地重新編程，并且對于矩陣的全部像素都這樣做。編程次數很大。
[0087]有益地,為減少編程時間,存儲裝置M(i, j)被配置為存儲多個像素分組配置。然后，設備包括用于從存儲的配置進行選擇的裝置。
[0088]當實現移位寄存器時，可以將單元的數量乘以待存儲的不同配置的數量。例如，在圖1和圖2中所表示的矩陣10和20中，如果目的是存儲兩個像素分組配置，則提供包括四個單元的移位寄存器，并且在矩陣30中提供包括六個單元的移位寄存器。
[0089]對于矩陣10和20以及兩個配置，在第一階段即編程階段中，從寄存器的串行輸入填充四個單元，前兩個單元對應于第一種配置，并且最后兩個單元對應于第二種配置。這適用于矩陣的全部像素。
[0090]然后，全部像素的移位寄存器被重構成以用環模式操作。
[0091]當需要從一種分組配置切換到另一分組配置時，將兩個時鐘脈沖同時地發送到矩陣的全部寄存器是足夠的，這將會非常快。
【權利要求】
1.一種成像設備，包括以行和列組織的像素(P(i，j) ；Q(i, j) ；R(i, j) ；X(i, j) ;Y(i,j))的矩陣(10; 20; 30)，其特征在于，所述矩陣(10; 20; 30; 40)的每個當前像素(P(i, j) ;Q(i, j) ；R(i, j) ；X(i, j) ;Y(i, j))包括: 行分組開關(B(i，j)),如果所述當前像素(P(i，j) ;Q(i, j) ;R(i, j) ;X(i, j) ;Y(i, j))所屬的行中存在下一像素，則所述行分組開關能夠將所述當前像素(P(i，j) ；Q(i, j) ；R(i,j) ;X(i, j) ;Y(i, j))與同一行的下一像素(P(i, j+1) ;Q(i, j+1) ;R(i, j+1) ;X(i, j+1) ;Y(i,j+1))分為一組， 列分組開關(A(i, j)),如果所述當前像素(P(i, j) ;Q(i, j) ;R(i, j) ;X(i, j) ;Y(i, j))所屬的列中存在下一像素，則所述列分組開關能夠將所述當前像素(P(i，j) ；Q(i, j) ；R(i, j)；X(i, j) ;Y(i, j))與同一列的下一像素(P(i+1，j) ;Q(i+l, j) ;R(i+l, j) ;X(i+l, j) ;Y(i+l，j))分為一組，以及 存儲裝置(M(i，j) ;U(i, j) ;V(i, j))，其能夠限定兩個分組開關(A(i，j))的狀態，即通或斷。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述像素(P(i，j);Q(i, j) ;R(i, j) ;X(i, j);Y(i, j))均相同。
3.如前述權利要求中的一項所述的設備，其特征在于，所述存儲裝置(M(i，j))包括兩個二進制存儲單元，所 述開關A (i，j)和B(i，j)中的一個的狀態存儲在所述兩個二進制存儲單元中的每一個中。
4.如前述權利要求中的一項所述的設備，其特征在于，每個當前像素(R(i，j))還包括用于讀取所述當前像素(R(i，j))的激勵器(T(i，j))，并且所述當前像素(R(i，j))的所述存儲裝置(M(i, j))能夠與讀取所述當前像素(R(i, j))的命令(Ph1-ligne(i))結合來授權(D(i，j))用于讀取所述當前像素(R(i，j))的所述激勵器(T(i，j))的關閉。
5.如權利要求3和4所述的設備，其特征在于，所述存儲裝置(M(i，j))包括附加的二進制存儲單元(D(i，j))，在所述附加的二進制存儲單元(D(i，j))中存儲有關閉所述激勵器T(i，j)的授權。
6.如權利要求3或5中任一項所述的設備，其特征在于，借助行電極和列電極對所述存儲單元進行尋址，使得能夠識別被尋址的像素(P(i，j) ;Q(i, j) ;R(i, j))，并且所述設備包括用于每個存儲單元且共用于全部像素(P(i，j) ;Q(i, j) ;R(i, j))的數據電極。
7.如權利要求3或5中任一項所述的設備，其特征在于，借助行電極和列電極對所述存儲單元進行尋址，使得能夠識別被尋址的像素(X(i，j);Y(i，j))，并且每個像素(X(i, j);Y(i, j))均包括形成所述存儲裝置的移位寄存器(U(i，j);Y(i，j))，并且所述設備包括時鐘電極(H(i，j))和數據電極(E-prog)，所述時鐘電極和所述數據電極連接至不同像素(X(i，j) ;Y(i，j))的全部的移位寄存器(U(i，j);Y(i，j))。
8.如前述權利要求中的一項所述的設備，其特征在于，所述存儲裝置(V(i，j))被配置成存儲像素(Y(i，j))的多個分組配置，并且所述設備包括用于從所存儲的配置中進行選擇的裝置(T4(i，j))。
9.如權利要求7和8所述的設備，其特征在于，所述移位寄存器(V(i，j))包含多個單元，并且所述單元的數量等于存儲單元的數量乘以待存儲的不同配置的數量。
10.一種實現如前述權利要求所述的成像設備的方法，包括成像階段，其特征在于，所述方法包含:在所述成像階段之前實施對像素(P(i，j) ；Q(i, j) ；R(i, j) ；X(i, j) ;Y(i, j))的存儲裝置進行編程 的階段。
【文檔編號】H04N5/367GK103782585SQ201280037390
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年6月29日 優先權日:2011年6月30日
【發明者】M·阿克斯 申請人:特里賽爾公司, 原子能和輔助替代能源委員會