专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像设备，更具体地说，涉及装有对辐射敏感的检测元件的固态成像器。
用X线辐射观测病人身体结构特点的牙科和其它医疗应用中历来都建议采用CCD(电荷耦合器件)和其它类型的固态检测器。CCD代替了原系统中使用的胶片，使成像可以实时进行，减少并更好地控制一定照射过程中使用的X线剂量。
在我们所知道的应用方案中，有一种是把CCD用在口内，与X线源电连接。激发X线源时，起动信号沿连接线传送到CCD及其控制线路，从而开始摄像和读出。在另外一些方案中，X光源与CCD没有实地连接。靠近CCD的成像部位配置着辅助传感器，供检测X线能开始作用的时间。
检测出有X线能输入时，传感器就给CCD控制线路发送信号，使成像过程开始进行。
在另一种方案中，CCD在X线照射之前不断地被读出。从CCD得出的信号与参考电平加以比较。若超过参考电平就开始CCD操作的摄像阶段。
本发明的目的是提供一种经改进的成像设备，这种成像设备用在牙科X线诊断特别有利，在诊断过程中成像器放在口中。但设想这种成像设备也可以用于其它医疗或诊断用途中，还可以应用于非医学用途中。
本发明提供的成像设备由下列各部分组成固态成像器，其对辐射敏感的检测元件成行成列地配置成阵列；电荷汇总装置，用以将各元件来的电荷汇总成两行或多行，从而产生输出信号；检测装置，利用输出信号来检测供成像用的辐射什么时候入射到阵列上；和摄像起动装置，用以检测到有辐射入射时起动摄像过程。
象CCD之类的固态器件具有这样的缺点，即会因受热而产生叫做无照电流的信号。在等待期期间，例如在X线系统中进行X线照射之前，成像器产生的无照电流耗用了成像器处理信号的能力，甚至完全占用了这个能力以致没有处理信号信息的余地。因此，开始照射X线时，必须将成像器因发热而存储的电荷倒空。
硅器件中的无照电流几乎温度每上升7℃就要翻一番，而用于牙科中时， CCD可以在高达40℃的工作温度下使用。因此，在上述我们知道的将输出信号与参考电平相比较的方案中，这个参考电平需要取得较高，使得有40℃无照电流和其它干扰因素出现时产生信号。若参考电平取得过低，则会产生假触发信号，因而产生不合格的图像，从而需要病人反复照X光。
采用本发明，可以使成像器比上述将照X光之前根据检测元件定时发出的信号与阈电平相比较的方案更迅速迅速地进入摄像阶段。本发明将电荷汇总成两行或多行，可以使产生的信号量比原本应产生的大。汇总过程基本上不受噪声的干燥，因此提高了信号的信噪比，还提高了灵敏度。汇总装置最好有一个寄存器，电荷即不断地从该两行或多行电荷群转移到寄存器中加以汇总。此外还装有读出装置，供从寄存器读出经汇总的电荷。此外，汇总装置还有这样的好处；它装有加法装置，用以将存储在寄存器各不同寄存单元中经汇总的电荷加在一起。这样，可以从若干行和列的电荷获取由此得出的汇总信号。
阵列的某些行或整个行可用来产生获取输出信号、经汇总的电荷。行数根据提供所要求灵敏度所需要的信号电平和将经汇集的电荷计入寄存器中所需要的时间选取。
本发明可以将X线的照射量减少至所要求的最低水平，因而具有这样的好处特别适用于牙科病人照X光用和其它诸如乳房X线照相术之类的医疗用途。摄象过程是在更接近于X线脉冲开始时间启动的，因而可以最大限度地减少病人X光的照射量。健康和安全规程严格要求不必要时不要照X光，而应用本发明可以满足这些条件。
虽然本发明特别适用于牙科用途，但其它医疗和非医疗的场合应用它也有好处。本发明可用于X线系统或与其它类型的高能辐射一起使用。
现在参看
应用本发明的一种方式。唯一的附图中示出了本发明用于口腔牙科进行X线照相的原理图。
参看附图。X线源用来照射待拍摄的牙齿或其它物件2，物件2后面安置着CCD。CCD3由成行成列排列成阵列的对辐射敏感的检测元件4、输出寄存器5和电量负载放大器6组成。检测元件根据投射到其上的辐射线强度汇集电荷。
输出寄存器5用来逐行接收元件4定时输出的电荷，其电荷存储单元7的数目与阵列的列数相当。控制装置8将适当的控制信号加到寄存装置的电极上，从而将电荷转移。
寄存器5的输出端经放大器6接阈值电路9。信号处理电路10用来接收来自寄存器5的信号。
在X线源1照射物件2之前的准备阶段期间，无照电流使CCD3的元件4堆积着电荷。在这种配置情况下，三行电荷m0、m1和m2在控制装置8的控制下不断地定时送入各存储单元7中。因此，各单元7中的电荷为聚集在相应列的三个元件中电荷的总和。三行电荷一旦转移入寄存器5中，其输出就加到放大器6上。在另一个实施例中，汇总出的电荷行数可能不同。
阈值电路9将从元件4得出的信号与阈值电平相比较。在X线源1照射之前，信号不超过阈值电平，因而CCD3保持备用状态。X线辐射照射到辐射检测元件4上时，这些元件上的电荷迅速增加。于是寄存器5经汇总、经放大器6加上去的电荷量大于阈值电平。在阈值电路9检测出这种情况时，起动信号就发送到控制装置8，从而使CCD开始其摄像过程。此外，信号处理电路10接收来自CCD3的图象信息，以便进行信号处理。
在本发明的其它实施例中，可以在放大器6汇总各单元5中存储的电荷，从而产生高输出信号。
在本发明的另一个实施例中，电荷可以同时成行成列地加以汇集以提高灵敏度。
权利要求
1.一种成像设备，有一个固态成像器，成像器的对辐射敏感的检测元件成行成列地排列成一个阵列，其特征在于，它具有下列装置电荷汇总装置，用以将各元件的电荷汇总成两行或多行，从而得出输出信号；检测装置，用以利用输出信号检测待成像的辐射何时投射到阵列上；和摄像起动装置，用以检测到有辐射照射时启动摄像过程。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，汇总装置有一个寄存器，电荷即从两行或多行电荷群依次转移到该寄存器中汇总，此外汇总装置还有一个读出装置，供读出从寄存器汇总的电荷。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，汇总装置有一个加法装置用以将存储在寄存器各不同单元中经汇总的电荷加在一起。
4.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，所述利用输出信号检测入射到阵列上的辐射的装置包括一个对输出信号进行阈值测试的装置。
5.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，固态成像器是个CCD。
6.如权利要求1、2或3所述的设备，其特征在于，成像器设计得使其对X线辐射敏感。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，它有一个X线源，使用时用来照射后面安置有成像器的物件。
8.一种牙科X线装置，其特征在于，它具有权利要求1、2或3所述的成像设备。
全文摘要
一种成像设备，其中固态成像器配置得使其能检测来自X线源透过某物件后的X线辐射。用X光源进行辐照之前，先将CCD元件上聚集的电荷从两行或多行电荷群定时送入存储器中，从而将电荷汇总起来。寄存器经放大器输出，由放大器汇总加到其上的电荷，形成较大的输出信号，在经过放大后，加到阈值电路。加到阈值电路的信号超过参考电平时，就检测出X线开始辐射的情况，于是发送起动信号以控制控制装置，使摄像过程开始进行。
文档编号H04N5/372GK1147752SQ9610888
公开日1997年4月16日 申请日期1996年7月27日 优先权日1995年7月28日
发明者P·J·普尔 申请人:Eev有限公司