消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法，包括：振動(dòng)傳感器；微處理器模塊；現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列；非晶硅平板以及電荷積分放大及采集模塊。實(shí)時(shí)檢測(cè)平板探測(cè)器受到的按壓和顫振，并據(jù)此產(chǎn)生振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)；在采集窗口未檢測(cè)到振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)正常打開，逐行讀出并采集信號(hào)；在采集窗口檢測(cè)到振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)關(guān)閉，延時(shí)采集信號(hào)；當(dāng)振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)結(jié)束后，門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)打開，繼續(xù)進(jìn)行采集。本發(fā)明針對(duì)探測(cè)器在顫振時(shí)出現(xiàn)橫條紋的缺陷，通過振動(dòng)探測(cè)和延時(shí)采集和多次拼圖的時(shí)序驅(qū)動(dòng)方式，減少了振動(dòng)和按壓的影響，能夠得到優(yōu)質(zhì)的X光亮場(chǎng)校正圖，適用于顫振落在平板探測(cè)器工作時(shí)序的任意時(shí)刻。
【專利說明】
消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種平板探測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種消除顫振影響和按壓偽影的采集 電路及延遲采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002] X射線非晶硅平板探測(cè)器經(jīng)歷了百年的發(fā)展，由傳統(tǒng)的膠片式逐漸發(fā)展至當(dāng)今的 數(shù)字式，這其中又經(jīng)歷了CR探測(cè)器、CXD X光探測(cè)器、CXD拼接式X光探測(cè)器以及目前最為主 流的X射線非晶硅平板探測(cè)器。X射線非晶硅平板探測(cè)器可以捕獲X光，將被測(cè)物體的X光影 像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像以便于查看、分析、存儲(chǔ)以及傳播，其被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、生物、材料和工 業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域。
[0003] X射線非晶硅平板探測(cè)器可分為直接成像式和間接成像式兩種，直接成像式探測(cè) 器直接將X光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，而間接成像式探測(cè)器結(jié)構(gòu)由閃爍材料或熒光材料層、具有光電 二極管作用的非晶硅層以及TFT陣列構(gòu)成，先采用一層閃爍體或熒光材料將X光變?yōu)榭梢?光，再由可見光探測(cè)器將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。在獲取電信號(hào)后，探測(cè)器通過濾波、放大以及模 數(shù)轉(zhuǎn)換后，將數(shù)據(jù)按照一定的格式傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。如圖1所示為比較常見的 一種間接成像裝置，包括平板探測(cè)器1，拍攝物體2以及濾線柵3。所述平板探測(cè)器1包括表面 碳板11、閃爍體和TFT玻璃12、探測(cè)器電路13;所述拍攝物體2位于所述表面碳板11的前端； 所述濾線柵3位于所述拍攝物體2與所述平板探測(cè)器1之間，用于減少散射輻射。
[0004] 在X射線非晶硅平板探測(cè)器行業(yè)，普遍存在一種不良現(xiàn)象:在平板探測(cè)器使用過程 中，即使是輕微的顫振(mircophony)也會(huì)對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，進(jìn)而影響臨床診斷。 顫振可能來自于活動(dòng)濾線柵的電機(jī)驅(qū)動(dòng)桿，拍攝對(duì)象觸碰平板探測(cè)器產(chǎn)生的壓力變化，或 者車載系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。如圖2所示為無顫振干擾情況下的暗場(chǎng)圖像，但是當(dāng)有顫振干擾 的情況下，在采集原始圖和postdark圖（緊接下來的第二幀暗場(chǎng)圖）時(shí)，前后兩張圖像所受 顫振的強(qiáng)度和相位存在差異，offset校正（兩幀相減）后，就會(huì)出現(xiàn)明顯的干擾條紋，俗稱 microphony橫條紋，如圖3所示。如圖4所示為無顫振干擾情況下的亮場(chǎng)校正圖像，但是當(dāng)有 顫振干擾的情況下，例如活動(dòng)濾線柵在X光曝光期間快速擺動(dòng)，曝光結(jié)束之后做復(fù)位運(yùn)動(dòng)， 若復(fù)位時(shí)間落在采集窗口時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)如圖5所示的亮場(chǎng)校正圖像，在拍攝物體陰影區(qū)域受 干擾尤其明顯，嚴(yán)重影像了臨床圖像診斷。
[0005] 從圖2及圖3的暗場(chǎng)圖像上選取受到顫振影響的52行進(jìn)行了 1024 X 52像素點(diǎn)的灰 度值進(jìn)行信噪比評(píng)估，數(shù)據(jù)如表1所示：

[0007] 表1
[0008] 從上表可知，圖像的平均灰度值基本沒變化，但圖像的噪聲均值比之前增加了 5.73倍，圖像質(zhì)量下降嚴(yán)重，說明顫振并未注入新的電荷，只是改變了電荷在時(shí)間軸(垂直 方向）的分布。
[0009] X射線非晶硅平板探測(cè)器由閃爍體(將X光轉(zhuǎn)換為可見光），非晶硅TFT陣列(將光信 號(hào)轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)），多通道電荷放大器(將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)），外層屏蔽體(碳板， 結(jié)構(gòu)鋁件)構(gòu)成。電荷積分器放大及采集電路如圖6所示，二極管photodiode將光信號(hào)轉(zhuǎn)化 為電流信號(hào)，并經(jīng)過電荷放大器UA放大輸出為電壓UO，電壓UO再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)化為 數(shù)字信號(hào)輸出。
[0010]第一，顫振對(duì)薄膜電介質(zhì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，使薄膜電介質(zhì)的厚度發(fā)生細(xì)微變化，導(dǎo)致 電容略微增大或減少，進(jìn)而引起輸出電壓變化。如圖6所示，其中，Q是光生電荷;Cs是二極管 Pd的結(jié)電容，Cdl是傳輸電纜的電容，Ci是電荷放大器UA的輸入電容，Cf是電荷放大器UA的 反饋電容，電荷放大器UA的開環(huán)增益為A(A>>1，IO 4~IO6)，那么，
[0011 ]電荷放大器UA的輸出電壓為:UO = -A X Ud;
[0012]作用在Cf兩端的電壓為:Ucf = Ud-(-AXUd)=UdX (1+A);
[0013]光生電荷：9 = ^^+^^11+^^+^^ = 1](1\(〇8+〇(11+(^+(1+厶）〇〇
[0014]根據(jù)米勒定理：反饋電容Cf折合到輸入端的有效電容量是：Ceq= (l+A)Cf，Cf取 0 · 6pF(最小)時(shí)，Ceq 為60000pF，而 Cs 典型值為1 · 6pF，Ci = 7pF，Cdl〈50pF，那么，
[0015；
[0016；
[0017；
[0018] 第二，顫振對(duì)印制電路板上的某些器件產(chǎn)生壓電效應(yīng)，如高容值多層陶瓷電容，如 圖7所示，當(dāng)向下按壓時(shí)，PCB板4變形，使得電介質(zhì)5伸長(zhǎng)或被端帽壓縮，高介電常數(shù)材料具 有高壓電性，很容易將微小的機(jī)械顫振轉(zhuǎn)換為毫伏級(jí)電平信號(hào)。當(dāng)圖6中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC 的參考電壓Vref_adC發(fā)生變化時(shí)圖像變化尤為明顯，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下式所示：
[0019]
[0020]如表1所示，在有顫振的情況下，灰度最大值和灰度最小值波動(dòng)為165cnt，對(duì)應(yīng)電 壓波動(dòng)為165cnt/16384cnt X 2.048V = 20.625mV;圖8所示為壓電效應(yīng)引起的電壓峰值波 動(dòng)曲線;兩個(gè)電壓波動(dòng)相符。
[0021]現(xiàn)有克服顫振效應(yīng)的方法有：1、機(jī)械減震:減小機(jī)械顫振的振動(dòng)幅度。設(shè)備的諧振 頻率為，設(shè)備干擾頻率為f，理論上fQ/f越大隔振效果越好，但對(duì)于非周期性干擾或隨機(jī)振 動(dòng)，結(jié)構(gòu)減振較難實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)于平板探測(cè)器這類緊湊型超薄型（整體厚度<15mm，窄邊〈 20mm)，實(shí)現(xiàn)3軸方向的減振幾乎不可能。2、印制電路整改:選擇壓電效應(yīng)較小的絕緣材料， 避免使用高容值陶瓷電容。反饋電容Cf薄膜厚度的1 %細(xì)微變化也會(huì)引起圖像上超過 160cnt的明顯microphony橫條紋，因?yàn)榉答侂娙萃ǔ＿x擇非常小0.6pF以實(shí)現(xiàn)高增益，所以 反饋電容都集成在芯片內(nèi)部，以避免外部反饋電容的寄生電容影響，無法通過更換其他類 型的電容來降低電容變化率;將瓷片電容更換為等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL更高 的鉭電容或鋁電解電容不僅體積增加，而且電源的紋波特性變差，引起平板探測(cè)器的噪聲 增加，進(jìn)而影響圖像質(zhì)量。3、圖像算法校正:針對(duì)microphony的特征(振動(dòng)頻率)進(jìn)行濾波平 滑等處理。對(duì)于亮場(chǎng)圖像，振動(dòng)頻率隨機(jī)或變化引起圖像上的橫條紋周期不固定，與拍攝物 體在空間頻率無法區(qū)分，算法上無法校正；目前圖像算法僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)暗場(chǎng)圖像的校正。
[0022] 因此，如何有效解決平板探測(cè)器的顫振造成的橫條紋對(duì)成像的影響，提高圖像質(zhì) 量已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種消除顫振影響和按壓 偽影的采集電路及延遲采集方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中平板探測(cè)器的顫振及按壓造成的橫 條紋對(duì)成像的影響的問題。
[0024] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種消除顫振影響和按壓偽影的采 集電路，所述消除顫振影響和按壓偽影的采集電路至少包括：
[0025] 振動(dòng)傳感器、微處理器模塊、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、非晶硅平板以及電荷積分放大及 采集模塊；
[0026] 所述振動(dòng)傳感器用于檢測(cè)平板探測(cè)器受到的顫振或按壓；
[0027] 所述微處理器模塊與所述振動(dòng)傳感器連接，用于對(duì)所述振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn) 行識(shí)別，以得到振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)；
[0028] 所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列與所述微處理器模塊及所述電荷積分放大及采集模塊連 接，用于根據(jù)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)及所述非晶硅平板的工作狀態(tài)控制所述非晶硅平板探測(cè) 器，在采集窗口未檢測(cè)到顫振或按壓時(shí)正常采集信號(hào)，在采集窗口檢測(cè)到顫振或按壓時(shí)延 時(shí)米集；
[0029] 所述非晶硅平板與所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列連接，用于將帶有圖像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn) 化為電信號(hào)；
[0030] 所述電荷積分放大及采集模塊連接于所述非晶硅平板，用于對(duì)所述非晶硅平板輸 出的電信號(hào)進(jìn)行采集。
[0031] 優(yōu)選地，所述振動(dòng)傳感器為三軸振動(dòng)傳感器。
[0032] 優(yōu)選地，所述非晶硅平板包括:像素陣列、掃描電路以及讀出電路;所述像素陣列 包括多個(gè)像素點(diǎn)，所述掃描電路連接于各像素點(diǎn)的開關(guān)控制端，所述讀出電路連接于各像 素點(diǎn)的輸出端。
[0033] 優(yōu)選地，所述電荷積分放大及采集模塊包括積分放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0034] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種消除顫振影響和按壓偽影的 延遲采集方法，所述消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法至少包括：
[0035] 實(shí)時(shí)檢測(cè)平板探測(cè)器受到的按壓和顫振，并據(jù)此產(chǎn)生振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)；
[0036] 在清空窗口逐行將像素陣列中的電荷清空，在采集窗口未檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信 號(hào)時(shí)，門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)正常打開，將像素陣列中的電荷逐行讀出并采集；
[0037] 在采集窗口檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)關(guān)閉，延時(shí)采集像 素陣列中的電荷；
[0038] 當(dāng)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)結(jié)束后，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)打開，在采集窗口對(duì)像素陣列 中的電荷進(jìn)行采集。
[0039]優(yōu)選地，采用三軸振動(dòng)傳感器檢測(cè)來自任意方向的按壓和顫振。
[0040] 優(yōu)選地，當(dāng)檢測(cè)到的按壓或顫振的幅度大于設(shè)定值時(shí)觸發(fā)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。
[0041] 優(yōu)選地，延時(shí)采集像素陣列中的電荷的方法包括通過采集時(shí)序?qū)崿F(xiàn)空掃和等待。
[0042] 更優(yōu)選地，采集時(shí)序進(jìn)行空掃的具體步驟如下:在采集第η行時(shí)檢測(cè)到所述振動(dòng)觸 發(fā)信號(hào)，則在采集第η行后關(guān)閉所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，掃描電路和讀出電路正常工作，直至 所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)消失后，在掃描至下一幀圖像的第η+1行打開所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，從下 一幀圖像的第η+1行開始采集電荷，若有多次顫振，則執(zhí)行多次空掃，最終將兩幅或多幅圖 拼接，以獲得完整的圖像。
[0043] 更優(yōu)選地，采集時(shí)序進(jìn)行等待的具體步驟如下:在采集第η行時(shí)檢測(cè)到所述振動(dòng)觸 發(fā)信號(hào)，則在采集第η行后關(guān)閉所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，門掃描電路和讀出電路停止工作，直 至所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)消失后，打開所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，所述門掃描電路和所述讀出電路 繼續(xù)工作，使第η+1行門驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出并從當(dāng)前幀圖像的第η+1行開始讀出并采集電荷，若 有多次顫振，則執(zhí)行多次等待，最終獲得一幅完整的圖像。
[0044] 優(yōu)選地，在所述清空窗口中對(duì)平板探測(cè)器未曝光前的暗電流進(jìn)行清零。
[0045] 優(yōu)選地，在所述采集窗口中對(duì)平板探測(cè)器曝光后的光生電荷進(jìn)行積分采集。
[0046] 如上所述，本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法，具有 以下有益效果：
[0047] 本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法針對(duì)探測(cè)器在顫 振時(shí)出現(xiàn)橫條紋的缺陷，通過振動(dòng)探測(cè)和延時(shí)采集和多次拼圖的時(shí)序驅(qū)動(dòng)方式，減少了活 動(dòng)濾線柵，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，拍攝物體運(yùn)動(dòng)等外部對(duì)探測(cè)器本身的受力、振動(dòng)的影響，能夠得到 優(yōu)質(zhì)的X光亮場(chǎng)校正圖，適用于顫振落在平板探測(cè)器工作時(shí)序的任意時(shí)刻。
【附圖說明】
[0048]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的間接成像裝置示意圖。
[0049] 圖2顯示為無顫振干擾情況下的暗場(chǎng)圖像。
[0050] 圖3顯示為顫振干擾情況下的暗場(chǎng)圖像。
[0051]圖4顯示為無顫振干擾情況下的亮場(chǎng)校正圖像。
[0052]圖5顯示為顫振干擾情況下的亮場(chǎng)校正圖像。
[0053]圖6顯示為電荷積分器放大及采集電路示意圖。
[0054]圖7顯示為顫振對(duì)印制電路板上的某些器件產(chǎn)生壓電效應(yīng)的原理示意圖。
[0055]圖8顯示為壓電效應(yīng)引起的電壓峰值波動(dòng)曲線示意圖。
[0056]圖9顯示為振動(dòng)落在非晶硅平板探測(cè)器上的工作時(shí)序示意圖。
[0057]圖10顯示為本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路示意圖。
[0058]圖11顯示為本發(fā)明的非晶硅平板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0059]圖12顯示為本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法的流程示意圖。
[0060]圖13~圖15顯示為本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法的工作時(shí) 序不意圖。
[0061 ] 元件標(biāo)號(hào)說明
[0062] 1 平板探測(cè)器
[0063] 11 表面碳板
[0064] 12 閃爍體和TFT玻璃
[0065] 13 探測(cè)器電路
[0066] 2 拍攝物體
[0067] 3 濾線柵
[0068] 4 PCB板
[0069] 5 電介質(zhì)
[0070] 6 消除顫振影響和按壓偽影的采集電路
[0071] 61 振動(dòng)傳感器
[0072] 62 微處理器模塊
[0073] 63 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列
[0074] 64 非晶硅平板
[0075] 641 像素陣列
[0076] 642 掃描電路
[0077] 643 讀出電路
[0078] 65 電荷積分放大及采集模塊
[0079] Sl ~S4 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0080] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0081] 請(qǐng)參閱圖9~圖15。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本 發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù) 目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其 組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0082]如圖9所示，當(dāng)變化的力（顫振)作用在采集窗口內(nèi)時(shí)，會(huì)引起圖像的橫條紋；當(dāng)顫 振落在清空窗口或清空到采集之間的窗口時(shí)，對(duì)圖像無影響;靜止的力對(duì)圖像無影響?；?上述顫振對(duì)平板探測(cè)器成像質(zhì)量的影響，本發(fā)明提出了一種消除顫振影響和按壓偽影的采 集電路和延遲采集方法，在采集窗口中檢測(cè)到顫振或按壓時(shí)延遲采集。
[0083]如圖10所示，本發(fā)明提供一種消除顫振影響和按壓偽影的采集電路6,所述消除顫 振影響和按壓偽影的采集電路6至少包括：
[0084] 振動(dòng)傳感器61、微處理器模塊62、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列63、非晶硅平板64以及電荷積 分放大及米集模塊65。
[0085] 如圖10所示，所述振動(dòng)傳感器61用于檢測(cè)平板探測(cè)器受到的顫振或按壓。
[0086]具體地，如圖10所示，在本實(shí)施例中，所述振動(dòng)傳感器61為三軸振動(dòng)傳感器，可對(duì) 來自任意方向的按壓和顫振進(jìn)行檢測(cè)。
[0087] 如圖10所示，所述微處理器模塊62與所述振動(dòng)傳感器61連接，用于對(duì)所述振動(dòng)傳 感器61的輸出信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，以得到振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock。
[0088] 具體地，如圖10所示，所述微處理器模塊62對(duì)所述振動(dòng)傳感器61檢測(cè)到的振動(dòng)信 號(hào)的幅度進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)振動(dòng)幅度大于設(shè)定值，則觸發(fā)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock，反之則認(rèn)為 振動(dòng)幅度過小，可忽略不計(jì)。所述設(shè)定值可根據(jù)具體使用環(huán)境做具體設(shè)定，以振動(dòng)幅度是否 影響圖像鑒別為設(shè)定依據(jù)，在此不做限定。
[0089] 如圖10所示，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列63與所述微處理器模塊62及所述電荷積分放 大及采集模塊65連接，用于根據(jù)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock及所述非晶硅平板64的工作狀態(tài) 控制所述非晶硅平板64,在采集窗口未檢測(cè)到顫振或按壓時(shí)正常采集信號(hào)，在采集窗口檢 測(cè)到顫振或按壓時(shí)延時(shí)采集。
[0090] 具體地，如圖10所示，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列63連接于所述微處理器模塊62及所 述電荷積分放大及采集模塊65的輸出端，根據(jù)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock及所述非晶硅平板 64的工作狀態(tài)得到所述非晶硅平板64的門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E。在采集窗口未檢測(cè)到顫 振或按壓時(shí)，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E打開，正常采集信號(hào);在采集窗口檢測(cè)到顫振或 按壓時(shí)，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E關(guān)閉，延時(shí)采集信號(hào)。
[0091] 如圖10所示，所述非晶硅平板64與所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列63連接，用于將帶有圖 像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
[0092]具體地，如圖11所示，所述非晶硅平板64包括像素陣列641、掃描電路642以及讀出 電路643。所述像素陣列641包括多個(gè)像素點(diǎn)，各像素點(diǎn)包括非晶硅二極管PhotoDiode以及 TFT開關(guān)，所述非晶娃二極管PhotoDiode的陽極連接公共電位Vcom、陰極連接所述TFT開關(guān)， 所述TFT開關(guān)的另一端連接讀出信號(hào)Data line，所述TFT開關(guān)的控制端連接門驅(qū)動(dòng)信號(hào) Gate line;同一行的TFT開關(guān)連接同一門驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gate line，同一列的TFT開關(guān)連接同一 讀出信號(hào)Data line。光電荷存儲(chǔ)在非晶硅二極管PhotoDiode的底電極電容中，通過TFT開 關(guān)實(shí)現(xiàn)讀取，按照線列掃描方式逐行讀出，掃描電路642輸出的門驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gate line同一 時(shí)間僅有一個(gè)有效，即每次打開一行，而連接讀出電路643的多個(gè)讀出信號(hào)Data line同時(shí) 導(dǎo)通，在本實(shí)施例中，采用3072x3072陣列，即3072個(gè)讀出通道同時(shí)工作，每次只能讀出 1x3072個(gè)像素。
[0093]如圖10所示，所述電荷積分放大及采集模塊65連接于所述非晶硅平板64,用于對(duì) 所述非晶硅平板64輸出的電信號(hào)進(jìn)行采集。
[0094] 具體地，如圖6所示，在本實(shí)施例中，所述電荷積分放大及采集模塊65包括積分放 大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。電流信號(hào)經(jīng)過電荷放大器UA放大輸出為電壓UO，電壓UO再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn) 換器ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出。
[0095] 如圖12~圖15所示，本發(fā)明還提供一種消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方 法，在本實(shí)施例中，采用如圖10所示的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路6實(shí)現(xiàn)，所述消 除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法至少包括：
[0096] 步驟SI:實(shí)時(shí)檢測(cè)平板探測(cè)器受到的按壓和顫振，并據(jù)此產(chǎn)生振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。
[0097] 具體地，如圖10及圖12所示，在本實(shí)施例中，采用三軸振動(dòng)傳感器對(duì)來自任意方向 的按壓和顫振進(jìn)行檢測(cè)，以提高振動(dòng)檢測(cè)的全面性和可靠性。所述微處理器模塊62對(duì)所述 振動(dòng)傳感器61檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)的幅度進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)振動(dòng)幅度大于設(shè)定值，則觸發(fā)所述振 動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock，反之則認(rèn)為振動(dòng)幅度過小，可忽略不計(jì)。所述設(shè)定值可根據(jù)具體使用環(huán) 境做具體設(shè)定，以振動(dòng)幅度是否影響圖像鑒別為設(shè)定依據(jù)，在此不做限定。
[0098] 步驟S2:在清空窗口逐行將像素陣列中的電荷清空，在采集窗口未檢測(cè)到所述振 動(dòng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)正常打開，對(duì)像素陣列中的電荷逐行采集。
[0099] 具體地，如圖10及圖13所示，正常情況下，不存在顫振或按壓，則門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào) Gate_0E正常打開，在清空窗口 CLR中，電流復(fù)位信號(hào)IRST起效，所述掃描電路642逐行輸出 門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，逐行對(duì)平板探測(cè)器未曝光前的暗電流進(jìn)行清零;隨后進(jìn)行曝光，在曝光結(jié)束后 的采集窗口ACQ內(nèi)，所述掃描電路642逐行輸出門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過讀出電路643逐行讀出，讀 出信號(hào)SHS起效，由所述電荷積分放大及采集模塊65對(duì)平板探測(cè)器曝光后的光生電荷進(jìn)行 積分米集。
[0100] 步驟S3 :在采集窗口檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock時(shí)，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)關(guān) 閉，延時(shí)采集像素陣列中的電荷。
[0101] 步驟S4:當(dāng)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock結(jié)束后，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E打開，在 米集窗口對(duì)像素陣列中的電荷進(jìn)行米集。
[0102] 具體地，延時(shí)采集像素陣列中的電荷的方法包括通過采集時(shí)序?qū)崿F(xiàn)空掃和等待。
[0103] 更具體地，如圖10及圖14所示，采集時(shí)序進(jìn)行空掃的具體步驟如下：電流復(fù)位信號(hào) IRST起效，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E正常打開，此時(shí)平板探測(cè)器工作于在清空窗口 CLR 中，所述掃描電路642逐行輸出門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，逐行對(duì)平板探測(cè)器未曝光前的暗電流進(jìn)行清 零；即使在清空窗口CLR中檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock，對(duì)成像效果沒影響，忽略不計(jì)。 所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E正常打開，讀出信號(hào)SHS打開，此時(shí)平板探測(cè)器工作于第一采 集窗口ACQl內(nèi)，所述掃描電路642逐行輸出門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過讀出電路643逐行讀出，由所述 電荷積分放大及采集模塊65對(duì)平板探測(cè)器曝光后的光生電路進(jìn)行積分采集；當(dāng)采集至第η 行時(shí)檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock，則在采集第η行后關(guān)閉所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E (圖14中以虛線表示），所述掃描電路642和所述讀出電路643正常工作，所述掃描電路642逐 行輸出門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，各行信號(hào)被讀出釋放但未被采集，進(jìn)行空掃，直至所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào) shock消失后，所述讀出信號(hào)SHS作用于下一幀圖像，此時(shí)平板探測(cè)器工作于第二采集窗口 ACQ2中，當(dāng)掃描至下一幀圖像的第n+1行時(shí)打開所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E，從下一幀圖 像的第n+1行開始讀出并采集電荷(若所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock持續(xù)至第三采集窗口 ACQ3， 則在第三幀圖像的n+1行開始讀出并采集，以此類推，在此不一一贅述），若有多次顫振，則 執(zhí)行多次空掃，最終得到兩幅或多幅圖，將兩幅或多幅圖拼接以獲得完整的圖像。
[0104] 更具體地，如圖10及圖15所示，采集時(shí)序進(jìn)行等待的具體步驟如下：電流復(fù)位信號(hào) IRST起效，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E正常打開，此時(shí)平板探測(cè)器工作于在清空窗口 CLR 中，所述掃描電路642逐行輸出門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，逐行對(duì)平板探測(cè)器未曝光前的暗電流進(jìn)行清 零；即使在清空窗口CLR中檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock，對(duì)成像效果沒影響，忽略不計(jì)。 讀出信號(hào)SHS打開，所述掃描電路642逐行輸出門驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過讀出電路643逐行讀出，由 所述電荷積分放大及采集模塊65對(duì)平板探測(cè)器曝光后的光生電路進(jìn)行積分采集，當(dāng)采集至 第η行時(shí)檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)shock，則在采集第η行后關(guān)閉所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_ OE，所述掃描電路642和所述讀出電路643停止工作，所述掃描電路642停止輸出門驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，所述讀出信號(hào)SHS關(guān)閉，所述讀出電路643停止讀出電荷，未讀出的各行信號(hào)被保留在像 素陣列中，此時(shí)平板探測(cè)器工作于采集窗口的第一部分ACQ-partl。直至所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào) shock消失后，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)Gate_0E重新打開，所述掃描電路642和所述讀出電路 643繼續(xù)工作，所述讀出信號(hào)SHS打開，所述掃描電路642從第n+1行開始逐行輸出門驅(qū)動(dòng)信 號(hào)，從當(dāng)前幀圖像的第n+1行開始讀出并采集電荷，此時(shí)平板探測(cè)器工作于采集窗口的第二 部分ACQ-part2，若有多次顫振，則執(zhí)行多次等待，最終獲得一幅完整的圖像。
[0105] 如上所述，本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法，具有 以下有益效果：
[0106] 本發(fā)明的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法針對(duì)探測(cè)器在顫 振時(shí)出現(xiàn)橫條紋的缺陷，通過振動(dòng)探測(cè)和延時(shí)采集和多次拼圖的時(shí)序驅(qū)動(dòng)方式，減少了活 動(dòng)濾線柵，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，拍攝物體運(yùn)動(dòng)等外部對(duì)探測(cè)器本身的受力、振動(dòng)的影響，能夠得到 優(yōu)質(zhì)的X光亮場(chǎng)校正圖，適用于顫振落在平板探測(cè)器工作時(shí)序的任意時(shí)刻。
[0107] 綜上所述，本發(fā)明提供一種消除顫振影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方 法，包括:振動(dòng)傳感器;微處理器模塊;現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列;非晶硅平板以及電荷積分放大及 采集模塊。實(shí)時(shí)檢測(cè)平板探測(cè)器受到的按壓和顫振，并據(jù)此產(chǎn)生振動(dòng)觸發(fā)信號(hào);在清空窗口 逐行將像素陣列中的電荷清空，在采集窗口未檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，門驅(qū)動(dòng)使能信 號(hào)正常打開，將像素陣列中的電荷逐行讀出并采集;在采集窗口檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào) 時(shí)，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)關(guān)閉，延時(shí)采集像素陣列中的電荷；當(dāng)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)結(jié)束后， 所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)打開，在采集窗口對(duì)像素陣列中的電荷進(jìn)行采集。本發(fā)明的消除顫振 影響和按壓偽影的采集電路及延遲采集方法針對(duì)探測(cè)器在顫振時(shí)出現(xiàn)橫條紋的缺陷，通過 振動(dòng)探測(cè)和延時(shí)采集和多次拼圖的時(shí)序驅(qū)動(dòng)方式，減少了活動(dòng)濾線柵，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，拍攝物 體運(yùn)動(dòng)等外部對(duì)探測(cè)器本身的受力、振動(dòng)的影響，能夠得到優(yōu)質(zhì)的X光亮場(chǎng)校正圖，適用于 顫振落在平板探測(cè)器工作時(shí)序的任意時(shí)刻。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺 點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0108] 上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消除顫振影響和按壓偽影的采集電路，其特征在于，所述消除顫振影響和按壓 偽影的采集電路至少包括： 振動(dòng)傳感器、微處理器模塊、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、非晶硅平板以及電荷積分放大及采集 豐旲塊； 所述振動(dòng)傳感器用于檢測(cè)平板探測(cè)器受到的顫振或按壓； 所述微處理器模塊與所述振動(dòng)傳感器連接，用于對(duì)所述振動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行識(shí) 另IJ，以得到振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)； 所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列與所述微處理器模塊及所述電荷積分放大及采集模塊連接，用 于根據(jù)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)及所述非晶硅平板的工作狀態(tài)控制所述非晶硅平板探測(cè)器，在采 集窗口未檢測(cè)到顫振或按壓時(shí)正常采集信號(hào)，在采集窗口檢測(cè)到顫振或按壓時(shí)延時(shí)采集； 所述非晶硅平板與所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列連接，用于將帶有圖像信息的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為 電信號(hào)； 所述電荷積分放大及采集模塊連接于所述非晶硅平板，用于對(duì)所述非晶硅平板輸出的 電?目號(hào)進(jìn)行米集。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路，其特征在于:所述振動(dòng) 傳感器為三軸振動(dòng)傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路，其特征在于:所述非晶 硅平板包括:像素陣列、掃描電路以及讀出電路;所述像素陣列包括多個(gè)像素點(diǎn)，所述掃描 電路連接于各像素點(diǎn)的開關(guān)控制端，所述讀出電路連接于各像素點(diǎn)的輸出端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除顫振影響和按壓偽影的采集電路，其特征在于:所述電荷 積分放大及采集模塊包括積分放大器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。5. -種消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于，所述消除顫振影響和 按壓偽影的延遲采集方法至少包括： 實(shí)時(shí)檢測(cè)平板探測(cè)器受到的按壓和顫振，并據(jù)此產(chǎn)生振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)； 在清空窗口逐行將像素陣列中的電荷清空，在采集窗口未檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào) 時(shí)，門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)正常打開，將像素陣列中的電荷逐行讀出并采集； 在采集窗口檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)關(guān)閉，延時(shí)采集像素陣 列中的電荷； 當(dāng)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)結(jié)束后，所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)打開，在采集窗口對(duì)像素陣列中的 電荷進(jìn)行米集。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于:采用 三軸振動(dòng)傳感器檢測(cè)來自任意方向的按壓和顫振。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于：當(dāng)檢 測(cè)到的按壓或顫振的幅度大于設(shè)定值時(shí)觸發(fā)所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于:延時(shí) 采集像素陣列中的電荷的方法包括通過采集時(shí)序?qū)崿F(xiàn)空掃和等待。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于:采集 時(shí)序進(jìn)行空掃的具體步驟如下:在采集第η行時(shí)檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，則在采集第η行 后關(guān)閉所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，掃描電路和讀出電路正常工作，直至所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)消失 后，在掃描至下一幀圖像的第n+1行打開所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，從下一幀圖像的第n+1行開 始采集電荷，若有多次顫振，則執(zhí)行多次空掃，最終將兩幅或多幅圖拼接，以獲得完整的圖 像。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于:采 集時(shí)序進(jìn)行等待的具體步驟如下:在采集第η行時(shí)檢測(cè)到所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，則在采集第η 行后關(guān)閉所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，門掃描電路和讀出電路停止工作，直至所述振動(dòng)觸發(fā)信號(hào) 消失后，打開所述門驅(qū)動(dòng)使能信號(hào)，所述門掃描電路和所述讀出電路繼續(xù)工作，使第n+1行 門驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出并從當(dāng)前幀圖像的第n+1行開始讀出并采集電荷，若有多次顫振，則執(zhí)行多 次等待，最終獲得一幅完整的圖像。11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于:在 所述清空窗口中對(duì)平板探測(cè)器未曝光前的暗電流進(jìn)行清零。12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除顫振影響和按壓偽影的延遲采集方法，其特征在于:在 所述采集窗口中對(duì)平板探測(cè)器曝光后的光生電荷進(jìn)行積分采集。
【文檔編號(hào)】G01D3/028GK105890628SQ201610210858
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日
【發(fā)明人】林言成, 馬揚(yáng)喜
【申請(qǐng)人】上海奕瑞光電子科技有限公司