自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统，包括：空闲时，信号读出控制开关处于截止工作区；等待曝光时，处于低漏电区；曝光开始，当任意一行信号读出控制开关的总漏电流超出预设值时，曝光触发信号起效，各信号读出控制开关设置为截止工作状态，直至曝光结束；信号读出时，各信号读出控制开关逐行处于导通工作区。探测系统包括：图像传感器阵列；提供偏置电压的偏压模块；读取各检测单元中电流的读出模块；调整各信号读出控制开关的栅源电压的驱动模块。本发明专利技术将待曝光的信号读出控制开关设定为低漏电区，通过漏电流的变化起效曝光触发信号，而后快速恢复到截止工作状态，以此避免光电二极管的信号损失，提高检测精度。

Automatic exposure detection method, image sensor detection method and system

The invention provides an automatic exposure detection method and a detection method and system of image sensor, including: when idle, the signal readout control switch is in the cut-off working area; when waiting for exposure, it is in the low leakage area; when the total leakage current of any line of signal readout control switch exceeds the preset value, the exposure trigger signal takes effect, and the setting of the signal readout control switch. In order to cut off the working state until the end of exposure, the signal readout control switches are in the conduction working area line by line when the signal is read out. The detection system includes: image sensor array; bias module to provide bias voltage; read out module to read current in each detection unit; drive module to adjust gate source voltage of each signal readout control switch. The invention sets the signal readout control switch to be exposed as a low leakage area, exposes the trigger signal through the change of leakage current, and then quickly restores to the cut-off state, so as to avoid the signal loss of the photodiode and improve the detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统
本专利技术涉及平板探测领域，特别是涉及一种自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统。
技术介绍
不论在工业无损探伤领域还是医疗领域或宠物市场等领域，X射线摄影越来越多的要求X射线探测器具备自动感知X射线曝光并实现采集的功能。通过这项功能能够大大简化摄影系统的连接，降低复杂度和成本，同时也降低操作者的操作难度。以非晶硅X射线探测器为代表的间接检测型探测器都需要在光电二极管阵列等感光元件前覆有一层闪烁体将X射线转变为可见光，再由感光元件进行光信号获取。为了减少被拍摄体吸收X射线的剂量，设计者都会使用转化效率较高的材料制作闪烁体以提高灵敏度。另一方面，由于闪烁体不能完全吸收所有X射线，则残余X射线透过闪烁体和图像传感器阵列后，在探测器的支撑结构、电路板等物体发生散射，部分散射再次返回到闪烁体上促使闪烁体发光，由于这些散射线与发生散射物体的材质、界面形态等有关，因此会形成不均匀的背景影像，叠加在正常图像上，劣化图像质量。因此，一般探测器会在图像传感器阵列后设置一层消背散射层，消背散射层为均匀、高X射线吸收率的物质，如铅、铅合金、钨合金等等。如图1所示，X射线探测器一般包括位于底层的消背散射层11、位于所述消背散射层11上的基板12，形成于所述基板12表面的图像传感器阵列13，以及，位于所述图像传感器阵列13上的闪烁体14。现有实现X射线曝光探测的方式大体可分成两类：一类是在图像传感器阵列后部额外装一个高灵敏度的曝光传感器15捕获透过闪烁体和图像传感器后的残余X射线或者图像传感器吸收后剩余的闪烁体产生的可见光给出曝光信号。这类方案由于只利用了残余射线或者可见光，因此需要曝光传感器15的灵敏度极高，容易受到干扰信号影响。如图2所示，在实际应用中，由于消背散射层的存在，进一步大幅消减了残余X射线或可见光的强度，使得这类方案在较低剂量率拍摄条件中存在不能准确获取曝光信息的风险。另外，这类方案是对局部残余光线(可见光或X射线)探测，一旦被测物体高X射线吸收部分将遮挡，可能进一步加剧导致无法准确判断曝光信息的风险。还有一类方案直接利用图像传感器阵列对X射线曝光的响应作为曝光探测信号。具体方法是按照一定速率依次打开每一行的信号读出开关，通过读出电路获得每一行的响应，当侦测到当前行与前一行(或前若干行)的输出变化超过阈值后输出曝光起始信号。这种方式受到读出电路采样频率的限制，对曝光起始点判断的时间精度较低；同时，由于当前行的光电二极管响应被读出，使该行对于X射线的响应与其他光电二极管明显不同，需要后期进行响应修正获得“正常”值；更为重要的是，虽然对这种方式读出了一整行的数据，但是由于读出电路是对一行上的每一个光电二极管分别采样，因此，其灵敏度与单个光电二极管相接近，只能应用在较高X射线剂量率的场合。因此，如何提高曝光检测的灵敏度、避免误检测及对采集图像质量产生影响，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统，用于解决现有技术中曝光检测灵敏度低、误检测多及对采集图像质量产生影响等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种自动曝光检测方法，所述自动曝光检测方法至少包括：等待曝光时，图像传感器阵列中的信号读出控制开关工作于低漏电区；曝光开始，流经所述图像传感器阵列中信号读出控制开关的漏电流发生变化；当其中任意一行信号读出控制开关对应的总漏电流超出预设值时，曝光触发信号起效，所述图像传感器阵列中各信号读出控制开关均设置为截止工作状态，直至曝光结束。可选地，通过调整所述信号读出控制开关的栅源电压来调整所述信号读出控制开关的工作状态。可选地，所述低漏电区的漏电流介于截止工作区对应的最大漏电流的1～100倍之间。更可选地，所述信号读出控制开关为薄膜晶体管。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种图像传感器的探测方法，所述图像传感器的探测方法至少包括：空闲时，所述图像传感器中的信号读出控制开关处于截止工作区；等待曝光及曝光时，所述图像传感器采用上述自动曝光检测方法实现曝光检测并完成曝光；在信号读出时，各信号读出控制开关逐行处于导通工作区，以逐行读出信号，完成图像采集。可选地，所述信号读出控制开关位于截止工作区、低漏电区及导通工作区的栅源电压依次增大。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种图像传感器的探测系统，所述图像传感器的探测系统至少包括：图像传感器阵列，由多个检测单元排列形成；偏压模块，连接各检测单元，为各检测单元提供偏置电压；读出模块，连接各检测单元的输出端，用于读取各检测单元中的电流；驱动模块，连接各检测单元中信号读出控制开关的栅极及所述读出模块的输出端，根据不同工作过程调整各信号读出控制开关的栅源电压，进而控制各检测单元的工作状态。优选地，所述驱动模块包括时序电路及栅极控制电路；所述时序电路用于产生逐行控制各信号读出控制开关的时序信号；所述栅极控制电路连接所述时序电路，基于所述时序信号为各行信号读出控制开关提供栅极电压，进而实现工作状态的控制。优选地，所述检测单元包括信号读出控制开关及光电二极管；所述信号读出控制开关的一端连接所述读出模块，另一端连接所述光电二极管的阴极，栅极连接所述驱动模块；所述光电二极管的阳极连接所述偏压模块。更优选地，所述信号读出控制开关为薄膜晶体管。如上所述，本专利技术的自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统，具有以下有益效果：本专利技术的自动曝光检测方法、图像传感器的探测方法及系统将待曝光的信号读出控制开关设定为工作在低漏电区，通过信号读出控制开关漏电流的变化起效曝光触发信号，而后快速恢复到截止工作状态，以此避免光电二极管的信号损失，提高检测精度。附图说明图1显示为现有技术中的X射线探测器示意图。图2显示为现有技术中的通过曝光传感器检测曝光发生的原理示意图。图3显示为本专利技术的图像传感器的探测系统的结构示意图。图4显示为本专利技术的图像传感器的探测方法的原理示意图。图5显示为本专利技术的薄膜晶体管的工作原理示意图。元件标号说明11消背散射层12基板13图像传感器阵列14闪烁体15曝光传感器2图像传感器的探测系统21图像传感器阵列22偏压模块23读出模块24驱动模块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图3～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图3所示，本实施例提供一种图像传感器的探测系统2，所述图像传感器的探测系统2包括：图像传感器阵列21，偏压模块22，读出模块23及驱动模块24。如图3所示，所述图像传感器阵列21包括多个检测单元，用于感知光信号。具体地，所述检测单元包括信号读出控制开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动曝光检测方法，其特征在于，所述自动曝光检测方法至少包括：等待曝光时，图像传感器阵列中的信号读出控制开关工作于低漏电区；曝光开始，流经所述图像传感器阵列中信号读出控制开关的漏电流发生变化；当其中任意一行信号读出控制开关对应的总漏电流超出预设值时，曝光触发信号起效，所述图像传感器阵列中各信号读出控制开关均设置为截止工作状态，直至曝光结束。

【技术特征摘要】
1.一种自动曝光检测方法，其特征在于，所述自动曝光检测方法至少包括：等待曝光时，图像传感器阵列中的信号读出控制开关工作于低漏电区；曝光开始，流经所述图像传感器阵列中信号读出控制开关的漏电流发生变化；当其中任意一行信号读出控制开关对应的总漏电流超出预设值时，曝光触发信号起效，所述图像传感器阵列中各信号读出控制开关均设置为截止工作状态，直至曝光结束。2.根据权利要求1所述的自动曝光检测方法，其特征在于：通过调整所述信号读出控制开关的栅源电压来调整所述信号读出控制开关的工作状态。3.根据权利要求1所述的自动曝光检测方法，其特征在于：所述低漏电区的漏电流介于截止工作区对应的最大漏电流的1～100倍之间。4.根据权利要求1～3任意一项所述的自动曝光检测方法，其特征在于：所述信号读出控制开关为薄膜晶体管。5.一种图像传感器的探测方法，其特征在于，所述图像传感器的探测方法至少包括：空闲时，所述图像传感器中的信号读出控制开关处于截止工作区；等待曝光及曝光时，所述图像传感器采用如权利要求1～4任意一项所述的自动曝光检测方法实现曝光检测并完成曝光；在信号读出时，各信号读出控制开关逐行处于导通工作区，以逐行读出信号，完成图像采集。6.根据权利要求5所述的图像传感器的探测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄翌敏，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31