DE69803881T2

DE69803881T2 - Vorrichtung zur strahlungsbildaufnahme

Info

Publication number: DE69803881T2
Application number: DE69803881T
Authority: DE
Inventors: Tapio Eraluoto; Iiari Pyyhtia; E. Spartiotis
Original assignee: Simage Oy
Current assignee: IPL Intellectual Property Licensing Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: GB9726768D0; WO1999033258A1; JP4531251B2; EP1040649B1; DE69803881D1; EP1040649A1; IL136705A0; ATE213374T1; GB9823403D0; GB2332800A; AU2153999A; JP2001527341A; GB2332800B; GB2332586A9; GB2332586A; US6255638B1; GB2332586B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Abbildung von Strahlung unter Verwendung einer Halbleiterabbildungseinrichtung, die aus einem Feld bzw. Array von Bildzellen besteht.
Die Erfindung beschreibt eine Halbleiterabbildungseinrichtung für das Abbilden von Strahlung. Die Abbildungseinrichtung ist ein Feld bzw. Array aus Bildzellen, das aus einem Feld bzw. Array von Strahlungsdetektorzellen und einem Array von Bildzellenschaltkreisen besteht. Ein Beispiel eines Abbildungssystemaufbaus ist in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Alle Zellen in dem Detektorzellenarray sind mit entsprechenden Elektronikzellen in dem Array aus Bildzellenschaltkreisen verbunden. Mit einer geeigneten Verarbeitungstechnologie ist es möglich, sowohl Detektorzellen als auch die Schaltkreiszellen auf demselben Substrat zu implementieren. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zwei Substrate zu verwenden, eines für den Detektor und eines für die Zellschaltkreise, und diese unter Verwendung einer Stoßverbindungs- oder sonstigen Technik mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden, so daß jede Detektorzelle mit dem entsprechenden Zellschaltkreis verbunden ist. Ein Querschnitt eines Teiles einer Abbildungseinrichtung, die aus zwei Substraten hergestellt sind, welche durch Stoßverbindung miteinander verbunden sind, ist in Fig. 2 der beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Bei vielen Strahlungsabbildungsanwendungen besteht ein Bedarf an unterschiedlichen Bildauflösungen. Die US-A-5 262 871 beschreibt eine Abbildungseinrichtung, welche einen Schaltkreis zum Einstellen der Bildauflösung aufweist. Bei Bildern mit Einzelbelichtung sollte die Auflösung üblicherweise relativ hoch sein. Andererseits könnte dasselbe Abbildungssystem für das Anzeigen von bewegten Bildern verwendet werden, indem das Bild kontinuierlich aus der Abbildungseinrichtung abgelesen wird und das Display in Realzeit auf den neuesten Stand gebracht wird. Wenn jedoch das Abbildungssystem für eine hohe Auflösung ausgelegt ist, so kann die Datenbandbreite für ein bewegtes Bild mit beispielsweise 30 Einzelbildern pro Sekunde so hoch sein, daß die Anforderungen an die Ausleseelektronik zum Handhaben des Datenstromes ein vernünftiges Maß übersteigen. Ein Auslasesystem, welches schnell genug ist, um die Bilder zu erfassen und zu verarbeiten, könnte im Vergleich zu den Gesamtkosten für das Abbildungssystem übermäßig teuer werden. Weiterhin ist eine hohe Bildauflösung, wie sie für Einzelbelichtungsbilder erforderlich ist, möglicherweise für die Anzeige bewegter Bilder nicht erforderlich.
Demnach würde ein Verfahren zum effektiven Reduzieren der Auflösung und damit der Onchip-Datenbandbreite das Problem lösen. Ein weiteres Problem besteht in der Skalierbarkeit des Abbildungssystems für Systeme des Abbildens auf großen und kleinen Bereichen bzw. Flächen. Wenn Einzelabbildungsbereiche mit einer relativ kleinen Fläche in einfacher Weise miteinander verknüpft werden könnten, um ein nahtlos verbundenes Feld aus Abbildungseinrichtungen für Abbildungssysteme mit großer Fläche zu bilden, so könnten ein- und dieselben Abbildungseinrichtungen in einfacher Weise entweder für großflächige als auch für kleinflächige Anwendungen verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung versucht, die oben angegebenen Probleme zu lösen durch Einführen einer Abbildungseinrichtung mit programmierbarer Bildauflösung und einfacher Feldaufteilung der Einrichtungen, um ein flexibles Abbildungssystem für eine große Vielfalt von Zielanwendungen bereitzustellen.
Besondere und bevorzugte Aspekte der Erfindung sind in den beigefügten unabhängigen und abhängigen Ansprüchen dargelegt. Merkmale von abhängigen Ansprüchen können mit denjenigen der unabhängigen Ansprüche in irgendeiner geeigneten Weise verbunden werden und nicht nur in Form der speziellen, durch Numerierung aufgelisteten Kombinationen in den Ansprüchen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Abbildungseinrichtung für Strahlungsabbildung bereitgestellt, wobei die Einrichtung ein Array aus Detektorzellen aufweist, um eine Ladung in Reaktion auf einfallende Strahlung zu erzeugen, weiterhin ein Array aus Zellschaltkreisen aufweist für das Aufsammeln von erzeugter Ladung, und eine Steuerschaltung aufweist, welche die Ausgabe von Signalen aus den Zellschaltkreisen steuert, um in programmierbarer Weise die Auflösung der Bildeinrichtung einzustellen.
Das Array aus Detektorzellen und das Array aus Zellschaltkreisen bilden ein Pixelarray. Als Ergebnis der programmierbaren Auflösung kann eine Abbildungseinrichtung gemäß der Erfindung verschiedene Betriebsarten bereitstellen, die unterschiedliche Pixelauflösungen für unterschiedliche Zielanwendungen ergeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Programmierbarkeit darin, daß die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, eine Gruppe von Zellschaltkreisen auszuwählen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches einer Summe der in allen Zellschaltkreisen einer Gruppe aufgesammelten Ladung entspricht. Demnach ermöglicht die Steuerschaltung das Gruppieren mehrerer Pixel zusammen, um ein Superpixel mit größerer Fläche für eine geringere Bildauflösung zu bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Steuerschaltung einen Durchschnitt von Signalen, die der in allen Zellschaltkreisen in einer Gruppe aufgesammelten Ladung entsprechen. Beispielsweise entspricht das Ausgangssignal der gesamten Ladung für alle Zellschaltkreises einer Gruppe dividiert durch die Anzahl von Zellschaltkreisen in der Gruppe. Vorzugsweise ist die Anzahl von Zellschaltkreisen in einer Gruppe aus einem Satz möglicher Zahlen auswählbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ausgangssignal, welches einer aufgesammelten Ladung entspricht, ein laufender bzw. aktueller Wert. Die Verwendung eines laufenden Ausgangswertes ermöglicht eine Schaltung, für die es erforderlich ist, Signalniveaus zu kombinieren und den Durchschnitt über diese zu bilden.
Die Steuerschaltung für die Auswahl einer Gruppe von Zellschaltkreisen weist ein Schieberegister auf, welches so ausgelegt ist, daß es eine Mehrzahl von Spalten oder Reihen gleichzeitig auswählt und in Schritten von mehr als einer Reihe oder Spalte fortschreitet. Die Steuerschaltung kann außerdem eine Logik aufweisen, die dafür ausgelegt ist, gleichzeitig eine Mehrzahl von Reihen uncl Spalten und eine Schrittgröße, die größer als 1 ist, auszuwählen.
Die Steuerschaltung ist dafür ausgelegt, Ströme von einer Gruppe von Zellschalikreisen zu mitteln, indem die Stromausgänge jedes Zellschaltkreises mit einem gemeinsamen Ausgangsknoten verbunden werden und indem die resultierende Summe von Strömen durch die Anzahl der Pixel in der Gruppe unter Verwendung eines Stromspiegels dividiert werden. Der gemeinsame Ausgangsknoten kann einen Strom der ausgewählten Zellschaltkreise halten.
Alternativ können zum Implementieren von Gruppenbetriebsarten die Schaltkreise jeder Zeile einer Gruppe so angeordnet werden, daß sie ein skaliertes Ausgangssignal liefern, welches der in dem Zellschaltkreis aufgesammelten Ladung, dividiert durch eine Anzahl von Zellschaltkreisen der Gruppe, entspricht. Damit die Zellschaltkreise in einer Mehrzahl von Gruppenbetriebsarten betreibbar sind, bei welcher jede Gruppenbetriebsart eine ihr zugeordnete, vorbestimmte Anzahl von Zellschaltkreisen hat, können die Zellschaltkreise so angeordnet werden, daß sie einen Ausgangstransistor für jede Gruppenbetriebsart umfassen, wobei dieser Ausgangstransistor ein skaliertes Ausgangssignal entsprechend der Anzahl von Zellen in einer ausgewählten Gruppenbetriebsart erzeugt. Das Ausgangssignal von allen Zellschaltkreisen in der Gruppe kann durch Aufsummieren der Signale gemittelt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Auflösung von außen durch eines oder mehrere Steuersignale gesteuert. Beispielsweise können mit zwei Steuersignalen vier verschiedene Betriebsarten der Auflösung erzielt werden. Demnach können getrennte Freischaltsignale bereitgestellt werden, um Spalten und Reihen auszuwählen und um Signale auszugeben, um das Ende einer Reihe oder das Ende einer Spalte anzuzeigen.
In einer Ausführungsform werden Ausgangssignale für das Ende einer Reihe und das Ende einer Spalte einer Einrichtung mit entsprechenden Freischaltsignalen einer benachbarten Einrichtung in ersten bzw. zweiten orthogonalen Richtungen verbunden, um ein Feld aus Abbildungseinrichtungen für die Strahlungsabbildung auf größerer Fläche zu bilden.
Demnach könnten in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzlich zu einer Betriebsart, bei welcher jedes individuelle Pixel gelesen wird, 2 · 2, 3 · 3 oder 4 · 4 Pixel zu einer Gruppe zusammengefaßt werden und als Superpixel ausgelesen werden. Andere Pixelkombinationen (die beispielsweise unterschiedliche Anzahlen von Reihen und Spalten haben) und eine andere Zahl von Betriebsarten kann ebenso verwendet werden. Die Summierung von Pixelwerten kann in einfacher Weise erfolgen, da die Summierung im Strombetrieb erfolgt. Ausgangsströme verschiedener Zellen werden zusammengeschaltet. Das Addieren von Strömen von mehreren Zellen gemeinsam führt zu einem größeren Gesamtstrom. Dies kann ausgeglichen werden durch einen zusätzlichen Stromspiegel, der den Stromausgangswert auf denselben Bereich herabskaliert wie für den Stromausgangswert einer Einzelzelle. Mit anderen Worten, der Stromspiegel dividiert den Strom eines Superpixels durch die Anzahl von Zellen in dem Superpixel. Dies ist äquivalent zu einer Mittelwertbildung über eine größere Anzahl individueller Pixel. Die Verwendung des Strombetriebsausgangswertes hat auch einen weiteren Vorteil, der eine längere Verdrahtung oder Verkabelung ohne Verlust an Genauigkeit ermöglicht. Das Mittelwertbilden von Pixelwerten ist auf keinen Fall auf die Verwendung des Stromausganges beschränkt. Wie nachstehend beschrieben wird, kann statt des Strombetriebes auch ein Spannungsbetrieb verwendet werden. Das Verwenden des Spannungsbetriebes würde es erfordern, daß die Spannungen mehrerer Pixel aufsummiert werden und beispielsweise unter Verwendung eines Operationsverstärkerschaltkreises gemittelt werden.
Darüber hinaus liefert eine Ausführungsform der Erfindung demnach eine Lösung für das Problem des Bereitstellens eines Videoabtastausgandes von einer Abbildungseinrichtung, die aus einer Vielzahl von Ausleseeinrichtungen aufgebaut ist. Demnach kann, anstatt jeweils zu einem Zeitpunkt eine Einrichtung auszulesen, ein großflächiges Abbildungssystem, welches aus Ausleseeinrichtungen mit kleiner Fläche gebildet wird, in einer Zeile von der gesamten Abbildungsfläche ausgelesen werden, bevor man zu der nächsten Pixelreihe fortschreitet. Gemeinsam bilden die Ausleseeinrichtungen ein nahtloses, großflächiges Abbildungssystem, welches eine abgetastete Ausgangsgröße über die gesamte Bildfläche ermöglicht. Die Abbildungseinrichtung hat zwei Eingangssignale, die die Sequenz für das Auswählen der Spalte und der Reihe für eine Ausgabe beginnen. Weiterhin hat die Abbildungseinrichtung zwei Ausgänge, von denen einer anzeigt, wenn das letzte Pixel einer Linie bzw. Zeile gelesen worden ist, und der andere anzeigt, wenn die letzte Zeile bzw. Reihe in der Einrichtung gelesen worden ist. Diese Ausgangssignale werden mit den entsprechenden Eingangssignalen in den benachbarten Abbildungseinrichtungen in horizontaler und vertikaler Richtung verbunden. Der Spalten- und Reihenausgang von der letzten Abbildungseinrichtung kann mit der ersten Einrichtung verbunden werden, damit das System für Echtzeit-Videoanwendungen im kontinuierlichen Betrieb laufen kann. Die Betriebsart ist auswählbar, so daß der Benutzer zwischen denn Einzelbelichtungsbetrieb und dem Videobetrieb mit bewegten Bildern jederzeit umschalten kann.
Die Kombination der oben erwähnten Merkmale macht es möglich, dasselbe System für Einzelbelichtungen mit hoher Auflösung zu verwenden und zu jedem beliebigen Zeitpunkt in den Videobetrieb mit bewegten Bildern umzuschalten und gleichzeitig auf eine niedrigere Auflösung umzuschalten, um die Datenbandbreite zu reduzieren. Die Größe der Pixel ist nicht auf irgendwelche physikalischen Maße festgelegt, sondern kann gemäß der verfügbaren Verarbeitungstechnologie und auf der Basis der Erfordernisse der Zielanwendung skaliert werden.
Die Erfindung stellt auch ein Abbildungssystem bereit, welches eine Mehrzahl von Abbildungseinrichtungen gemäß der oben definierten aufweist, die zu einem zweidimensionalen Array zusammengeschaltet sind, wodurch das Abbildungssystem auswählbare Bildauflösungen für ausgewählte Anwendungen bereitstellt. Ein Steuerschaltkreis kann das zeilenweise Lesen von Zellschaltkreisen aus dem zweidimensionalen Array von Abbildungseinrichtungen ermöglichen, im Gegensatz zu dem Lesen von jeweils einer einzelnen Abbildungseinrichtung.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Abbildungseinrichtung für das Strahlungsabbilden bereitgestellt, wobei die Einrichtung ein Array aus Detektorzellen zum Erzeugen einer Ladung in Reaktion auf einfallende Strahlung aufweist, mit einem Array aus Zellschaltkreisen zum Aufsammeln von erzeugter Ladung und mit einem Steuerschaltkreis, der die Ausgabe von Signalen aus den Zellschaltkreisen steuert, wobei das Verfahren aufweist:
Auswählen einer Auflösung der Abbildungseinrichtung,
Einstellen der Adressierung der Zellschaltkreise zu Gruppenausgängen aus den Zellschaltkreisen gemäß einer ausgewählten Auflösung.
Beispielhafte Ausführungsformen werden nur anhand eines Beispiels unter Bezug auf die zugehörigen Figuren beschrieben, von denen:
Fig. 1 ein Gesamtabbildungssystem für die Abbildung von Strahlung zeigt,
Fig. 2 ein Beispiel eines Querschnitts einer Abbildungseinrichtung zeigt, die aus einem Pixelarray besteht,
Fig. 3 ein schematisches Diagramm einer Zelle einer Abbildungselektronik zeigt,
Fig. 4 die Gruppierung von Pixeln zu Superpixeln größerer Fläche veranschaulicht,
Fig. 5 ein zweidimensionales Pixelarray zeigt mit Steuersignalen für die Auswahl von Ausgangspixeln,
Fig. 6 ein Beispiel eines schematischen Diagramms zeigt, welches für die Auswahl von Spalten in einem Pixelarray verwendet wird,
Fig. 7 ein Beispiel eines schematischen Diagramms zeigt, welches für die Auswahl von Reihen und für das Zurücksetzen von Pixelreihen in einem Pixelarray verwendet wird,
Fig. 8 ein Abbildungssystem veranschaulicht, welches aus einem Array von Abbildungseinrichtungen und mit zwei Betriebsarten, nämlich Einzelbild und kontinuierlich, zeigt.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Abbildungssystems für Strahlungsabbildung, einschließlich einer Abbildungseinrichtung gemäß der Erfindung. Die Abbildungseinrichtung ist dafür vorgesehen, Hochenergiestrahlung, z. B.. Röntgenstrahlung, abzubilden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Abbilden von hochenergetischer Röntgenstrahlung beschränkt, sondern kann auf die Erfassung irgendeines Typs von Strahlung, beispielsweise α-Strahlung, β-Strahlung, y-Strahlung, Infrarot- oder optischer Strahlung, angewendet werden, je nach der Auswahl eines geeigneten Halbleitersubstrats für den Detektor.
Das Abbildungssystem 10 in Fig. 1 liefert die Abbildung eines Gegenstandes 12, welcher einer Strahlung 14 ausgesetzt ist. Das Objekt kann beispielsweise im Falle einer medizinischen Abbildung ein Teil eines menschlichen Körpers sein oder irgendein anderes Objekt, z. B. im Falle einer zerstörungsfreien Prüfung.
Die Abbildungseinrichtung 16 in Fig. 1 kann aus einem oder zwei Halbleitersubstraten bestehen. Im Falle eines Substrates besteht jede Zelle 18 in dem Substrat aus einem Pixeldetektor und einem Pixelschaltkreis. Alternativ können zwei Substrate verwendet werden, von denen eines ein Array aus Detektorzellen enthält, während auf einem anderen Substrat ein Array aus Pixelschaltkreisen angeordnet ist. Die beiden Substrate können beispielsweise unter Verwendung einer Stoßverbindungstechnik oder einer anderen Technik miteinander verbunden werden, wie es im folgenden beschrieben wird.
Jede Detektorzelle der Abbildungseinrichtung 16 erfaßt hochenergetische Strahlung und erzeugt eine Ladung, die auf einem Kondensator in dem entsprechenden Bildzellenschaltkreis gesammelt wird. Nach einer gewissen Wiederholungszeit wird die Ladung aus den Zellschaltkreisen als Strom ausgelesen, welcher der gespeicherten Ladung entspricht, und zwar Zelle für Zelle. Die Steuerelektronik 20 erzeugt die erforderlichen Signale für den Beginn der Iteration und das Zurücksetzen der Zelle auf einen vorbestimmten Wert, nachdem die wiederholt auftretende Ladung gelesen worden ist. Der Strom aus jeder der Zellen wird verstärkt und skaliert, bevor er in ein digitales Signal oder Wort in der Bildgewinnungseinheit 22 umgewandelt wird. Die digitale Information wird weiterverarbeitet in der Bildverarbeitungseinheit 22, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzeugen. Beispielsweise kann eine Kalibrierung individueller Pixel in der Bildverarbeitungseinheit 22 erfolgen, um eine ungleichmäßige Reaktion der Pixel in dem Array auszugleichen. Prozeßvariationen bei der Herstellung des Detektorarrays oder des Elektronikarrays können dazu führen, daß die Pixel eine nicht gleichmäßige Reaktion auf ein gleichmäßiges Strahlungsniveau haben. Dies kann durch Nachverarbeitung des Bildes kompensiert werden, bevor es auf dem Display 24 angezeigt wird. Die Steuerelektronik 20, die Bildgewinnungs- und Verarbeitungseinheit 22 und die Bildanzeigeeinheit 24 können alle innerhalb eines Computers angeordnet sein, auf welchem Anwendungssoftware 26 läuft, die das gesamte System gemäß Benutzereingaben über Eingangseinrichtungen 28, wie z. B. eine Tastatur oder Maus, steuert.
Fig. 2 ist ein Querschnitt eines Teiles einer Abbildungseinrichtung. Die Abbildungseinrichtung besteht aus einem Detektorsubstrat 30 und einem Auslesesubstrat 32. In Fig. 2 sind die beiden Substrate durch eine Stoßverbindungstechnik (bump bonding) miteinander verbunden. Die Detektor- und Auslesesubstrate bestehen aus einem Array von Detektorzellen 34 bzw. einem Array aus Zellschaltkreisen 36. Die Detektorzelle und der Zellschaltkreis bilden eine Bildzelle 38. Die Erfassungsfläche einer Detektorzelle 34 für die Bildzelle. 38 wird definiert zwischen einer kontinuierlichen Elektrode 40 und einer Pixelelektrode 42. Die kontinuierliche Elektrode des Detektorsubstrates wird verwendet, um eine Vorspannung anzulegen. Auf dem Bildelektroniksubstrat befinden sich die Kontakte 44 für die Pixelzellen an den entsprechenden Stellen der Elektroden auf dem Detektorsubstrat. Eine Detektorzelle und der entsprechende Zellschaltkreis sind mit Hilfe einer Stoßverbindung 46 verbunden.
Die physikalische Größe der Bildzelle 38, welche aus einer Pixelzelle 34 und einer entsprechenden Schaltkreiszelle 36 besteht, ist nicht festgelegt, kann jedoch entsprechend den Erfordernissen der Zielanwendung und innerhalb der Grenzen der verfügbaren Verarbeitungstechnologie für die Herstellung integrierter Schaltkreise ausgelegt werden. Außerdem können in einem geeigneten Halbleiterverfahren Detektorzellen 34 und die entsprechenden Zellschaltkreise 36 auf demselben Substrat implementiert werden. Mit der geeigneten Technologie ist demnach die Erfindung auf eine Realisierung auf einem einzigen Substrat ebenso anwendbar, wie mit der hier beschriebenen Doppelsubstrattechnik.
Das Material für das Detektorsubstrat 30 und das. Auslesesubstrat 32 kann entsprechend der Anwendung und Verfügbarkeit geeigneter Herstellungstechnologien ausgewählt werden. Beispielsweise kann für beide Substrate Silicium ausgewählt werden. Andere Materialien können ebenso verwendet werden. Beispielsweise könnte das Detektorsubstrat aus CdZnTe, CdTe, HgI2, InSb, GaAs, Ge, TiBr, Si und PbI hergestellt sein.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm des Bildzellschaltkreises 50. Jedes Pixel oder jede Bildzelle in dem Array weist einen ähnlichen Schaltkreis auf. In Fig. 3 wird die Detektorzelle mit 52 wiedergegeben. Der Eingang des Zellschaltkreises, der Knoten 54, entspricht der Punkt- bzw. Stoßverbindung zwischen der Detektorzelle und dem Zellschaltkreis. Wenn Strahlung den Erfassungsbereich in dem Detektor ionisiert, so wird eine elektronische Ladung erzeugt und an der Gatekapazität des Speichertransistors 56 aufgesammelt. Zwei Transistoren 58 werden als Schalter zwischen der Drain des Speichertransistors 56 und dem Ausgangsknoten der Zelle 60 verwendet. Wenn die Spalten- 62 und Zeilenindikatorsignale 64 für die Zelle gleichzeitig aktiv sind, wird die Drain des Transistors 56 mit dem Ausgangsknoten 60 der Zelle verbunden und der Drainstrom 66 des Speichertransistors kann ausgelesen werden. Der Drainstrom ist eine Funktion der Gate- Source-Spannung des Transistors und entspricht damit der Ladung, die an der Gatekapazität des Transistors 56 aufgesammelt wurde.
Ein Überlauf bzw. übermäßiges Ansteigen der Gatespannung wird durch eine Diode 68 verhindert, die zwischen das Gate des Speichertransistors 56 und Vi 70 geschaltet ist. In ähnlicher Weise wird eine "Unterströmung" bzw. ein Unterschreiten durch eine Diode 72 zwischen Masse (GND) 74 und dem Gate des Transistors 56 verhindert. Ein zusätzlicher Transistor 76 wird verwendet, um die Gatespannung des Speichertransistors 56 auf einen vordefinierten Rückstellspannungswert Vreset 78 zurückzusetzen, jedesmal wenn das Reset-Signal 79 aktiv ist.
Die Gruppierung von Pixeln zu Superpixeln größerer Fläche wird in Fig. 4 wiedergegeben. Drei Abbildungseinrichtungen 80, 82 und 84 sind in Fig. 4 dargestellt. Die Abbildungseinrichtung 80 veranschaulicht eine Einrichtung ohne Pixelgruppierung. Das Bild wird ein Pixel 86 nach dem anderen ausgelesen. Unter Verwendung von Steuersignalen für das Auswählen der Betriebsart können die Pixel in den Abbildungseinrichtung zu größeren Clustern gruppiert werden. Fig. 4 veranschaulicht drei verschiedene Betriebsarten, die Bildeinrichtung 80 ohne Gruppierung, die Bildeinrichtung 82 mit einer Gruppierung von 2 · 2 Pixeln zu einem Superpixel 88 und die Bildeinrichtung 84 mit einer Gruppierung von 4 · 4 Pixeln zu einem Superpixel 90. Die Anzahl der Betriebsarten, die bei einer tatsächlichen Anwendung verwendet wird, ist auf keinen Fall durch die in diesem Beispiel dargestellten beschränkt, sondern kann gemäß den Anforderungen einer bestimmten Anwendung frei gewählt werden.
Gemäß Fig. 3 können, wenn die Abbildungseinrichtung in einem Gruppenbetrieb verwendet wird, die Ausgangsströme von allen Zellen in der Gruppe gemeinsam aufsummiert und durch die Anzahl der Zellen in der Gruppe dividiert werden, um eine Mittelwertausgangsgröße zu erzeugen. Eine alternative Art der Implementierung derselben Mittelwertbildung besteht darin, die Aufteilung der Zelle selbst durchzuführen, bevor die Stromausgänge summiert werden. Um dieses zu tun, können mehrere Speichertransistoren 76 mit unterschiedlichen Charakteristiken in jedem Zellschaltkreis implementiert sein. Demnach kann jede Zelle mehrere Ausgangswerte mit unterschiedlichen Skalierungswerten abhängig von verschiedenen Gruppengrößen erzeugen. Ln jedem Gruppenbetrieb wird ein anderer Ausgangswert durch ein Auswahlsignal (nicht dargestellt) gemäß der Größe der Gruppe ausgewählt. Die Ausgangsströme von den Zellschaltkreisen, die bereits durch die Anzahl von Pixeln in der Gruppe dividiert sind, wird dann aufsummiert, um einen gemittelten Ausgangswert zu erzeugen.
Fig. 5 veranschaulicht zwei identische Abbildungseinrichtungen, die aus einem zweidimensionalen Pixelarray bestehen. Außerdem sind Steuersignale zum Auswählen des bzw. der Ausgangspixel in Fig. 5 dargestellt. Das Array hat die Größe M · N, wobei M die Anzahl von Pixeln in vertikaler Richtung und N die Anzahl von Pixeln in horizontaler Richtung ist. Die Abbildungseinrichtung 100 in Fig. 5a verwendet eine Betriebsart, bei welcher jedes Pixel ausgelesen wird, das heißt keine Gruppierung von Pixeln verwendet wird. Die Abbildungseinrichtung 102 in Fig. 5b arbeitet in einer Betriebsart, welche 2 · 2 Pixel zu einem Superpixel gruppiert. Die Pixel 104 in Fig. 5 sind mit Y, X bezeichnet, wobei X und Y die horizontale bzw. die vertikale Position des Pixels in dem zweidimensionalen Pixelarray repräsentieren. Die Abbildungseinrichtung hat eine Steuerlogik, die die erforderlichen Signale für das Auswählen der richtigen Spalte und Reihe in dem Pixelarray entsprechend der ausgewählten Betriebsart erzeugt. Die Betriebsart wird durch das Betriebsartsignal 106 ausgewählt. In Fig. 5a erzeugt die Steuerlogik 108 das Signal, welches zu einem Zeitpunkt eine Reihe auswählt, beginnend mit der ersten Reihe. Während die erste Reihe ausgewählt wird, erzeugt die Logik 110 ein Signal, welches die erste Spalte auswählt. Mit jedem Taktzyklus schreitet der Spaltenauswähler 110 zu der nächsten Spalte vor, bis die letzte Spalte einer Reihe erreicht ist. Wenn das Lesen der letzten Spalte der ersten Reihe beendet ist, wird der Reihenauswähler 108 zu der nächsten Reihe weitergesetzt. Dies wird wiederholt, bis die letzte Reihe gelesen ist. Das Zurücksetzen der Pixel kann reihenweise erfolgen, sodaß das Rückstellsignal, welches für die Reihe erzeugt wird, das um einen Taktzyklus, verzögerte Reihenauswahlsignal ist.
Die Abbildungseinrichtung 102 in Fig. 5b arbeitet im Vergleich zu der Einrichtung 100 in Fig. 5b in einer anderen Betriebsart. In dieser Betriebsart werden gleichzeitig zwei Spalten und zwei Reihen ausgewählt. Die Betriebsweise des Reihenauswählers 112 ist identisch mit der Betriebsweise des Reihenauswählers 108 in Fig. 5a mit Ausnahme der Betriebsart, bei welcher zwei Reihen gleichzeitig ausgewählt werden und der Auswähler in Schritten von jeweils zwei Reihen weitergesetzt wird. In ähnlicher Weise arbeitet der Spaltenauswähler 114 in derselben Art und Weise wie der Spaltenauswähler 110 mit Ausnahme der Auswahl von zwei Spalten gleichzeitig und des Voranschreitens in Schritten von zwei Spalten. Die Steuerlogik für die Reihen- und Spaltenauswähler kann so ausgewählt werden, daß sie so viele Betriebsarten für das Gruppieren von Pixeln umfaßt, wie für die Zielanwendung erforderlich sind. In diesem Beispiel wurden nur zwei Betriebsarten ohne Gruppierung und mit einer Gruppierung von 2 · 2 Pixeln dargestellt, jedoch ist die Anzahl der eingebauten Betriebsarten auf keine Weise beschränkt. Innerhalb der Steuerlogikboxen 108, 110, 112 und 114 in Fig. 5 sind die Steuersignale zu unterschiedlichen Momenten dargestellt, was die Auswahl von Pixeln anzeigt. Wenn sowohl der Spalten- als auch der Reihenauswähler für ein Pixel ausgewählt ist, kann der Ausgangsstrom an dem Ausgangsknoten der Einrichtung gelesen werden.
Fig. 6 veranschaulicht ein schematisches, beispielhaftes Diagramm der Steuerlogik 120, die für die Auswahl von Spalten eines Pixelarrays verwendet wird. Ein Pixel wird ausgewählt durch gleichzeitiges Auswählen einer Reihe und einer Spalte. Die Steuerlogik 120 in Fig. 6 besteht aus Aufbaublöcken 122, von denen jeder die erforderliche Logik zum Auswählen von ein oder zwei Spalten in einer Zweispaltengruppe enthält. Die Aufbaublöcke bilden ein Schieberegister mit der erforderlichen Logik, um das Gruppieren von Pixeln zu ermöglichen. Zähler oder andere Logikelemente, welche dieselbe Funktion erfüllen, können für das Auswählen von Reihen oder Spalten ebenso verwendet werden. In der Logik nach Fig. 6 sind zwei Betriebsarten enthalten. Die beiden Betriebsarten sind: keine Gruppierung und Gruppierung von zwei Spalten. Die Betriebsart wird durch ein Steuersignal 124 gesteuert, wenn das Betriebsartsignal 124 auf einem logisch niedrigen Niveau ist, und wählt zu einem Zeitpunkt eine Spalte 126 und schreitet mit jedem Taktzyklus 128 zur nächsten Spalte weiter. Die Folge wird begonnen durch das Signal col_ena 31. Beim ersten Taktzyklus wird der Zustand des col_ena-Signals 130 in dem Flip Flop 132 gespeichert, wodurch eine erste Spalte ausgewählt wird. In dieser Betriebsart schreitet das Signal durch das Gatter 133 fort und der Ausgang des ersten Flip Flops wird mit dem Eingang des zweiten Flip Flops verbunden. In jedem Aufbaublock in der Steuerlogik 120 sind die Signale identisch geschaltet. Eine Spalte wird zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgewählt und mit jedem Taktzyklus schreitet das Signal zu dem nächsten Flip Flop vor uncl wählt die nächste Spalte in der Kette aus. Wenn die letzte Spalte ausgewählt worden ist, erzeugt die Steuerlogik 120 ein Ausgangssignal col_out 134, so daß eine Einrichtung mit einer weiteren verbunden werden kann, um ein kontinuierliches Array zu bilden, wie es später noch erläutert wird. Der Invertierer 135 wird hinzugefügt, um das Taktsignal 128 zu invertieren, um das col_out- Ausgangssignal zum richtigen Zeitpunkt zu erzeugen, so daß die Sequenz des Auswählens von Spalten in der nächsten Abbildungseinrichtung ohne Verzögerung fortgesetzt wird.
Wenn das Betriebsartsignal 124 sich in einem logisch hohen Zustand befindet, arbeitet die Steuerlogik 120 in einem Gruppenbetrieb, bei welchem zwei Spalten gleichzeitig ausgewählt und bei welchem mit jedem Taktzyklus 128 um zwei Spalten weiterbewegt wird. In dieser Betriebsart schreitet das Signal durch das Gatter 136 anstatt durch das Gatter 133 fort, so daß der Eingang des ersten Flip Flops 132 gleichzeitig der Eingang für das nächste Flip Flop ist. Dies ermöglicht es, daß die Flip Flops ihren Zustand gleichzeitig verändern, wodurch zwei Spalten zum selben Zeitpunkt ausgewählt werden. In dieser Betriebsart ist die Funktionsweise der Steuerlogik 120 identisch mit der Funktionsweise der Steuerlogik 138, in welcher die Auswahlsignale von zwei aufeinanderfolgenden Reihen zusammengeschaltet sind. Wenn eine ähnliche Logik für die Auswahl von Reihen verwendet wird, wählt diese Betriebsart Gruppen von 2 · 2 Pixeln aus. In diesem Beispiel sind nur zwei Betriebsarten verfügbar, jedoch ist die Anzahl von Betriebsarten auf keinen Fall auf diese Betriebsarten beschränkt. Eine beliebige Anzahl und Kombination unterschiedlicher Betriebsarten kann in der Reihen- und Spaltenauswahllogik verwendet werden unter Verwendung derselben Prinzipien, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind. Die Anzahl der Betriebsarteingänge hängt von der Anzahl von Betriebsarten ab, die in dem Modell bzw. Entwurf enthalten sind.
Fig. 7 veranschaulicht ein beispielhaftes schematisches Diagramm für die Steuerlogik 140, welche verwendet wird für die Auswahl von Reihen aus einem Pixelarray. Wie oben erwähnt, wird ein Pixel für die Ausgabe ausgewählt, wenn sowohl eine Spalte als auch eine Reihe, welche der Position des Pixels entsprechen, gleichzeitig ausgewählt werden. Die Reihenauswahllogik ist ähnlich derjenigen, die für die Auswahl von Spalten verwendet wird, jedoch wird eine Zusatzlogik verwendet, um die Reihen von Pixeln zurückzusetzen. Die Steuerlogik 140 besteht aus Aufbaublöcken 142. Jeder Aufbaublock enthält die erforderliche Logik für das Auswählen einer oder zweiter Reihen 144 zu einem Zeitpunkt, je nach dem Zustand des Betriebsarteinganges 146. Die Reihenauswahlsequenz der Steuerlogik 140 wird durch einen Impuls in dem Eingangssignal row_ena 148 begonnen. Wenn das Betriebsartsignal sich in dem logisch niedrigen Zustand befindet, wird zu einem gegebenen Zeitpunkt eine Reihe ausgewählt. In dieser Betriebsart schreitet das Signal durch das Gatter 149 fort, so daß der Ausgang jedes Flip Flops mit dem Eingang des nächsten Flip Flops verbunden wird. Bei jedem Taktzyklus schreitet das Signal von einem Flip Flop zu dem nächsten fort und wählt damit zu einem gegebenen Zeitpunkt eine Spalte aus. Bei jedem Taktzyklus 150 wird die nächste Reihe ausgewählt, bis die letzte Reihe erreicht ist. Das row_out-Signal 152 wird erzeugt, wenn sowohl die letzte Reihe (rowM) und die letzte Spalte (colN) beide ausgewählt sind. Daher wird die Eingangsgröße für das D-Flip Flop, welches das row_out-Signal 152 hervorruft, durch das Auswahlsignal der letzten Reihe (rowM) und das Auswahlsignal für die letzte Spalte (colN) 156 durch ein logisches AND-Gatter erzeugt.
Wenn das Betriebsartsignal 148 sich in dem logisch hohen Zustand befindet, so wählt die Steuerlogik zu einem gegebenen Zeitpunkt zwei Reihen aus und schreitet in Schritten von jeweils zwei mit jedem Taktzyklus 150 fort. In dieser Betriebsart schreitet das Auswahlsignal durch das Gatter 157 anstatt durch das Gatter 159 fort und gruppiert die Eingänge der beiden Flip Flops in jedem Aufbaublock zusammen, so daß sie gleichzeitig ihren Zustand verändern, das heißt es werden zu einem gegebenen Zeitpunkt zwei Reihen ausgewählt. Mit jedem Taktzyklus wird die Auswahl um Schritte von zwei Reihen weiterbewegt. Unter Verwendung derselben Betriebsart für Reihen und Spalten werden 2 · 2 Pixel zu einem Superpixel zusammengruppiert, wenn das Betriebsartsignal sich in dem logisch niedrigen Zustand befindet. Irgendeine beliebige Anzahl oder Kombination von Betriebsarten für das Auswählen von Reihen und Spalten kann anstelle von oder zusätzlich zu den beiden in 140 verwendeten Betriebsarten verwendet werden.
Die Rückstellsignale 158, die für das Zurücksetzen einer Reihe von Pixeln auf einen vorbestimmten Wert verwendet werden, werden aus den entsprechenden Reihenauswahlsignalen 144 durch Verzögerung derselben um einen Taktzyklus unter Verwendung der D-Flip Flops 159 erzeugt. Die Betriebsart für das Gruppieren von Pixeln beeinflußt die Betriebsweise der Rückstellogik in keiner Weise. Wenn eine Gruppierung verwendet wird, werden mehrere Reihen von Pixeln gleichzeitig zurückgesetzt.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines Abbildungssystems 160, welches aus einem Array von Abbildungseinrichtungen besteht. Das Array besteht aus M · N Abbildungseinrichtungen, die zusammengeschaltet sind, um eine kontinuierliche Abbildungsfläche zu bilden. Jede Abbildungseinrichtung 162 in dem Array von Abbildungseinrichtungen enthält die oben beschriebene Logik für eine programmierbare Auflösung. Dieses Beispiel veranschaulicht die Verbindungen zwischen den Einrichtungen 162 unter Verwendung der Freischalt- und Ausgabesignale für Reihen und Spalten, die in jeder Abbildungseinrichtung verfügbar sind. Das Abbildungssystem beginnt unter Verwendung der Signale row_enable 164 und column_enable 166. Sobald das System begonnen hat, werden die erste Reihe und die erste Spalte der ersten Abbildungseinrichtung, die mit U1,1 markiert sind, für die Ausgabe ausgewählt. Der Spaltenauswähler schreitet mit jedem Taktzyklus fort und wenn die letzte Spalte der ersten Reihe gelesen worden ist, so wird ein Signal col out 168 erzeugt. Das col_out-Signal 168 wird mit dem col_ena-Eingang 170 der nächsten Einrichtung in dem Array verbunden. Das Lesen von Pixeln schreitet mit der ersten Reihe der nächsten Einrichtung fort usw., bis das letzte Pixel der ersten Reihe der gesamten Abbildungsfläche gelesen worden ist. Das col out-Signal 168 der letzten Abbildungseinrichtung in jeder Reihe wird zurückgeschaltet auf die erste Einrichtung in derselben Reihe, wie in Fig. 8 dargestellt und der Reihenselektor wird um einen Schritt vorbewegt. Die folgenden Reihen werden in der gleichen Art und Weise ausgelesen, bis die letzte Reihe der Abbildungseinrichtung erreicht worden ist und das row_out-Signal 172 einen Impuls erhält, der die erste Spalte in der nächsten Einrichtung in vertikaler Richtung freischaltet. Das row_out-Signal 172 in jeder Einrichtung wird mit dem row_ena-Signal 174 der nächsten Einrichtung in vertikaler Richtung verbunden. Jedesmal, wenn der Reihenauswähler zur nächsten Reihe voranbewegt wird, wird die zuvor ausgewählte Reihe zurückgesetzt. Die gesamte Fläche in dem Array von Abbildungseinrichtungen wird unter Verwendung desselben Verfahrens ausgelesen. Zu dem Zeitpunkt, zu welchem das letzte Pixel in der gesamten Fläche ausgelesen worden ist und ein Impuls an dem col_out- Signal 168 und dem rowout-Signal 172 der letzten Einrichtung vorliegt, welche mit UM,N markiert ist, so wird die Sequenz von Anfang an erneut gestartet, vorausgesetzt, daß sich das Signal exp_mode 176 in einem logisch hohen Zustand befindet. Das exp_mode-Signal 176 steuert den laufenden Betrieb des Arrays. Wenn, sich das exp_mode-Signal 176 in einem niedrigen Zustand befindet, so arbeitet das System in einem Einzelbelichtungsbetrieb und liest den gesamten Bildbereich einmal aus. Neue Signale row_enable 164 und column_enable 176 sind erforderlich, um eine weitere Lesesequenz zu beginnen. Andererseits kann dasselbe System für das kontinuierliche Erneuern bewegter Videobilder verwendet werden, indem ein logisch hohes. Niveau für das Signal exp_mode 176 angelegt wird. Solange das exp mode-Signal 176 auf high bleibt, wird die Lesesequenz von Anfang an erneut begonnen, sobald das letzte Pixel in dem gesamten Feld bzw. auf der gesamten Fläche erreicht worden ist.
Zusätzlich zu den in Fig. 8 dargestellten Eingängen, sind ein Takteingang und Betriebsarteingänge für die Auswahl der Auflösung erforderlich, jedoch sind sie aus Gründen der Einfachheit in diesem Beispiel nicht dargestellt. Jede der Abbildungseinrichtungen weist außerdem die erforderliche Schaltung für die programmierbare Auflösung auf, die zuvor beschrieben wurde. Im Falle einer Verwendung der Gruppierung von Pixeln zum Absenken der Auflösung ist die Lesesequenz mit der oben beschriebenen identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß mehrere Spalten und Reihen gleichzeitig ausgewählt werden und daß in Schritten vorbewegt wird, die größer sind als ein Pixel, entsprechend der Größe der Pixelgruppe.
Das Abbildungssystem in Fig. 8 kann außerdem in zwei oder mehrere Abschnitte aufgeteilt werden, die jeweils aus einem Array aus Abbildungseinrichtungen bestehen. In einer solchen Anordnung ist jeder Abschnitt auf dieselbe Art und Weise verschaltet, wie es oben für den gesamten Abbildungsbereich beschrieben wurde. Eine solche Anordnung erzeugt mehrere gleichzeitige Ausgangskanäle anstelle von nur einem.
Es ist hier eine Abbildungseinrichtung für ein Abbildungssystem von Strahlung beschrieben worden. Das Abbildungssystem besteht aus einem Array verschiedener Abbildungseinrichtungen. Die Anzahl von Einrichtungen in dem Array kann entsprechend den Erfordernissen der Zielanwendung ausgewählt werden, je nachdem, ob es sich um ein System mit einer kleinen Fläche oder ein System mit einer großen Fläche handelt. Eine Abbildungseinrichtung, wie sie hier beschrieben wurde, hat die Fähigkeit, die Auflösung der Einrichtung zu verändern, während das System in Betrieb ist. Die Gruppierung von Pixeln in Superpixel größerer Fläche wird erreicht durch Auswahl mehrerer Pixel gleichzeitig. Ein Pixel wird ausgewählt, wenn Reihe und Spalte entsprechend dem Ort des Pixels gleichzeitig ausgewählt werden. Gemäß dem hier erläuterten Verfahren und der entsprechenden Betriebsweise können mehrere Spalten und Reihen gleichzeitig ausgewählt werden, wodurch entsprechend eine Gruppe von Pixeln anstelle von nur einem ausgewählt wird. Die Gruppierung von Pixeln hat den Vorteil, daß dasselbe System für stehende Bilder mit hoher Auflösung ebenso wie füt Videoanwendungen mit niedriger Auflösung verwendet werden kann. Durch Gruppieren von Pixeln unmittelbar in der Abbildungseinrichtung wird die Datenmenge beträchtlich reduziert. Auch die Geschwindigkeits- und Speichererfordernisse für die Bildgewinnung und das Verarbeitungssystem werden beträchtlich reduziert.
Die hier beschriebene Abbildungseinrichtung kann in einfacher Weise für Anwendungen mit kleiner und mit großer Fläche verwendet werden, indem die Signale für das Ende einer Reihe und das Ende einer Spalte mit den entsprechenden Signalen für das Reihenfreigeben und Spaltenfreigeben der nächsten Einrichtung in dem Array entsprechend der Lesereihenfolge verbunden wird.

Claims

1. Abbildungsvorrichtung für das Abbilden von Hochenergiestrahlung, wobei die Vorrichtung aufweist eine Anordnung von Detektorzellen für das Erzeugen einer Ladung in Antwort auf einfallende Strahlung, eine Anordnung von Zellschaltkreisen für das Sammeln der erzeugten Ladung, und Steuerschaltkreise, die die Signalausgangswerte von den Zellschaltkreisen steuern, die programmierbar sind, um die Auflösung der Abbildungsvorrichtung einzustellen, wobei die Steuerschaltkreise derart angeordnet sind, daß sie eine Gruppe von Zellschaltkreisen auswählen, wobei die Schaltkreise für das Auswählen einer Gruppe von Zellschaltkreisen ein Schieberegister oder einen Zähler aufweisen, der konfigurierbar ist, um eine Mehrzahl von Zeilen oder Spalten gleichzeitig auszuwählen und in Schritten von mehr als einer Spalte oder Zeile vorzurücken.

2. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, in der der Steuerschaltkreis derart angeordnet ist, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, das repräsentativ für eine Summe von in allen Zellschaltkreisen in der Gruppe gesammelten Ladungen ist.

3. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der der Steuerschaltkreis die Signale, die repräsentativ für die in allen Zellschaltkreisen in der Gruppe gesammelte Ladung sind, mittelt.

4. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, in der das Ausgangssignal repräsentativ für die Gesamtladung für alle Zellschaltkreise der Gruppe geteilt durch die Anzahl von Zellschaltkreisen in der Gruppe ist.

5. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, in der die Anzahl von Zellschaltkreisen in einer Gruppe aus einem Satz von möglichen Zahlen auswählbar ist.

6. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, in dem das Ausgangssignal, das repräsentativ für die gesammelte Ladung ist, ein Stromwert ist.

7. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, in dem der Steuerschaltkreis zusätzlich eine Logik aufweist, die angeordnet ist, um eine Mehrzahl von Spalten und Zeilen gleichzeitig in einer Stufengröße größer als 1 auszuwählen.

8. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 6, in der der Steuerschaltkreis derart angeordnet ist, daß er Ströme von einer Gruppe von Zellschaltkreisen durch Verbinden der Stromausgänge von jedem Zellschaltkreis in einen gemeinsamen Ausgangsknoten und durch Teilen der resultierenden Summe von Strömen durch die Anzahl von Pixeln in der Gruppe unter Verwendung eines Stromspiegels mittelt.

9. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 8, in der der gemeinsame Ausgangsknoten einen Strom des ausgewählten Zellschaltkreises bzw. der ausgewählten Zellschaltkreise trägt.

10. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, in der jeder Zellschaltkreis in der Gruppe, wenn er in einem Gruppenmodus betrieben wird, ein skaliertes Ausgangssignal produziert, das repräsentativ für die in dem Zellschaltkreis gesammelte Ladung geteilt durch die Anzahl von Zellschaltkreisen in der Gruppe ist.

11. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 10, die in einer Mehrzahl von Gruppenmodi betreibbar ist, wobei jeder Gruppenmodus mit einer vorbestimmten Anzahl von Zellschaltkreisen verbunden ist, wobei die Zellschaltkreise einen Ausgangstransistor für jeden Gruppenmodus beinhalten und die Ausgangstransistoren das skalierte Ausgangssignal entsprechend der Anzahl von Zellen in einem ausgewählten Gruppenmodus erzeugen.

12. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 11, in der das Ausgangssignal von allen Zellschaltkreisen in der Gruppe durch Aufsummieren der Signale gemittelt wird.

13. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, die getrennte Abfragesignale für das Auswählen von Zeilen und Spalten und Ausgangssignale für das Anzeigen des Endes der Spalte oder des Endes der Zeile aufweist.

14. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 13, in der das Zeilenende- und das Spaltenende- Ausgangssignal einer Vorrichtung mit entsprechenden Abfragesignalen einer benachbarten Vorrichtung in einer ersten bzw. zweiten orthogonalen Richtung verbunden ist, um eine Anordnung von abbildenden Einrichtungen für die Strahlungsabbildung größerer Fläche zu bilden.

15. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anordnung von Detektorzellen und die Anordnung von Zellschaltkreisen eine Anordnung von Pixeln bildet.

16. Abbildendes System, das eine Mehrzahl von abbildenden Vorrichtungen nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist, die zu einem zweidimensionalen Array verbunden sind, wobei das abbildende System auswählbare Abbildungsauflösungen für ausgewählte Anwendungen zur Verfügung stellt.

17. Abbildendes System nach Anspruch 16, in dem der Steuerschaltkreis derart angeordnet ist, daß er das Lesen von Zellschaltkreisen einer Pixelzeile entlang mehrerer abbildender Vorrichtungen des zweidimensionalen Arrays von abbildenden Vorrichtungen ermöglicht, bevor zu einer nachfolgenden Zeile fortgeschritten wird.

18. Verfahren zum Betreiben einer abbildenden Vorrichtung für die Abbildung von Hochenergiestrahlung, wobei die Vorrichtung eine Anordnung von Detektorzellen für das Erzeugen einer Ladung in Antwort auf einfallende Strahlung, eine Anordnung von Zellschaltkreisen für das Sammeln der erzeugten Ladung und einen Steuerschaltkreis aufweist, der ein Schieberegister oder einen Zähler aufweist, der die Ausgangsgrößen der Signale von den Zellschaltkreisen steuert, wobei das Verfahren aufweist:

Auswählen einer Auflösung der abbildenden Vorrichtung,

Einstellen der Adressierung der Zellschaltkreise, um Ausgangswerte von den Zellschaltkreisen gemäß einer ausgewählten Auflösung zu gruppieren, um eine Mehrzahl von Spalten oder Zeilen gleichzeitig zu adressieren und um in Schritten von mehr als einer Zeile oder Spalte fortzuschreiten durch Konfiguration des Schieberegisters oder des Zählers, um ein Spalten- oder Zeilenabfragesignal in Übereinstimmung mit der gewählten Auflösung zu teilen.