KR101019164B1 - X-ray image sensor and method for reading out the same - Google Patents

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주식회사 루제익테크놀러지
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Abstract

PURPOSE: An X-ray image sensor and a reading method thereof are provided to read a reading energy of a large amount generated from pixels in high speed. CONSTITUTION: The size of an X-ray, which a plurality of pixels(11) of a pixel array(12) is incidented, is quantized into a pixel data. A low decoder(13) selects one row of pixels in the pixel array. Each row of pixels in the pixel array shares an L number of output buses. To outputs each pixel data from at least one selected pixel, the L numbers of output bus are connected. A register(15) temporarily stores pixel data transmitted through the output bus.

Description

엑스선 이미지 센서와 그 독출 방법{X-RAY IMAGE SENSOR AND METHOD FOR READING OUT THE SAME}X-ray image sensor and its reading method {X-RAY IMAGE SENSOR AND METHOD FOR READING OUT THE SAME}

본 발명은 엑스선 이미지 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 픽셀 어레이를 가진 고속 엑스선 이미지센서에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray image sensor, and more particularly, to a high speed X-ray image sensor having a pixel array.

엑스선 이미지 센서는 디지털 엑스선 촬상 장치에서 엑스선을 픽셀 별로 감지하여 디지털 화상으로 만들기 위한 일종의 이미지 센서이다.The X-ray image sensor is a kind of image sensor for detecting X-rays on a pixel-by-pixel basis in a digital X-ray imaging apparatus to make a digital image.

지금까지 엑스선을 감지하기 위해 엑스선에 의한 현상들 예를 들어, 감광 현상, 광전자 현상, 신틸레이션(scintillation, 방사선 형광)과 같은 현상들을 이용한 다양한 엑스선 센서들이 개발되어 왔다. 최근에는 엑스선 이미지를 디지털화하려는 노력들이 이어져왔는데, 가장 초기에는 필름에 감광된 엑스선 이미지를 디지털 카메라로 촬영하여 또는 스캐너로 디지털화하는 방식이 제안되었다. 엑스선을 신틸레이션 층에 통과시켜 가시광선으로 변환한 후 이를 디지털 카메라로 촬영하여 디지털화하는 방식도 제안되었다.Until now, various X-ray sensors have been developed to detect X-rays using phenomena such as photosensitivity, photoelectron phenomena, scintillation, and radiation fluorescence. Recently, efforts have been made to digitize X-ray images. At the earliest, a method of digitizing an X-ray image photographed on a film with a digital camera or using a scanner has been proposed. X-rays are passed through a scintillation layer to convert them into visible light and then digitally photographed using a digital camera.

가장 최근에는 엑스선을 수신한 픽셀에서 직접 디지털 신호를 획득하려는 시도가 이루어지고 있다. 엑스선도 고에너지 포톤의 하나로서, 포토 다이오드(Photo Diode, PD)의 반도체 공핍(depletion) 영역을 지나갈 때에 전자-전하 쌍을 생성할 수 있는데, 이를 이용한 엑스선 이미지 센서가 제안되고 있다.Most recently, attempts have been made to acquire digital signals directly from pixels receiving X-rays. X-rays are also one of the high-energy photons, which can generate electron-charge pairs when passing through the semiconductor depletion region of a photo diode (PD). An X-ray image sensor using the same has been proposed.

피사체 조직을 관통한 엑스선이 엑스선 센서의 포토 다이오드 영역에 도달하면 가전도대(valance band)에 머물러 있던 전자들이 엑스선의 포톤 에너지를 전달받아 대역 갭(band gap) 에너지 격차를 뛰어 넘어 전도대(conduction band)까지 여기(excitation)된다.When the X-ray penetrating the subject tissue reaches the photodiode region of the X-ray sensor, the electrons staying in the valence band receive the photon energy of the X-ray, and surpass the band gap energy gap to conduction band. Excitation).

애초에 포토 다이오드의 공핍 영역에는 전자(electron)나 정공(hole)이 없지만, 이러한 여기로 인해 전자-정공 쌍이 공핍 영역에도 다량 발생하게 된다. 전자-정공 쌍이 전계에 의해 움직이면서 전류가 흐르게 되고, 이러한 전류의 크기를 검출하면 피사체를 통과하여 픽셀에 도달한 엑스선의 크기 데이터를 얻을 수 있고, 각 픽셀들마다 데이터를 모아 하나의 평면 이미지로 만들 수 있다.Initially, there are no electrons or holes in the depletion region of the photodiode, but this excitation causes a large amount of electron-hole pairs to be generated in the depletion region. As the electron-hole pair moves by an electric field, current flows, and when the magnitude of the current is detected, the size data of X-rays passing through the subject and reaching the pixels can be obtained. Can be.

엑스선의 입사에 의한 전류의 측정 방식은 포톤 계수형(single photon counting mode)이 널리 이용되고 있다. 엑스선의 에너지에 해당하는 포톤이 입사될 때마다 발생하는 전자-정공의 흐름에 따른 전류를 전압 신호로 변환 및 증폭하고, 비교기에 입력시킨다. 비교기는 증폭된 전압 신호를 기준 전압과 비교하여 펄스를 출력하고, 카운터는 단위 시간당 비교기의 출력 펄스를 계수함으로써, 입사된 엑스선의 크기를 측정한다. 잡음의 영향이 적고 방사선 피폭량도 줄일 수 있으며, 디지털 형태로 데이터를 얻을 수 있다.A photon counting mode is widely used as a method of measuring current by incident X-rays. When a photon corresponding to the energy of X-rays is incident, a current generated by the flow of electron-holes is converted into a voltage signal, amplified, and input to a comparator. The comparator compares the amplified voltage signal with a reference voltage and outputs a pulse, and the counter counts the output pulse of the comparator per unit time, thereby measuring the magnitude of the incident X-rays. The effect of noise is small, radiation exposure can be reduced, and data can be obtained in digital form.

통상적인 가시광선용 이미지 센서는 픽셀 어레이에 인접한 하나의 샘플링 회로 및 디지털 변환 회로를 공유하여 픽셀에서 발생한 전류를 디지털화할 수 있지만, 엑스선 이미지 센서는 엑스선에 의해 픽셀에서 발생한 전류가 노이즈에 대단히 민감하기 때문에 각 픽셀 위치에서 입사된 엑스선의 세기를 디지털화하는 것이 바람직하다.A typical visible light image sensor can digitize the current generated by a pixel by sharing one sampling circuit and a digital conversion circuit adjacent to the pixel array, while an X-ray image sensor is very sensitive to noise because the current generated by a pixel by X-rays is very sensitive to noise. It is desirable to digitize the intensity of X-rays incident at each pixel position.

따라서, 이렇게 픽셀 별로 독출 데이터들을 고속으로 생성, 처리 및 출력할 수 있는 아키텍처가 필요하다.Therefore, there is a need for an architecture that can generate, process, and output read data at pixel speed.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 픽셀 별로 독출 데이터들을 고속으로 생성, 처리 및 출력할 수 있는 엑스선 이미지 센서 및 독출 방법을 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide an X-ray image sensor and a reading method capable of generating, processing, and outputting read data at high speed for each pixel.

본 발명의 일 측면에 따른 엑스선 이미지 센서는,X-ray image sensor according to an aspect of the present invention,

입사된 엑스선의 크기를 N 비트의 픽셀 데이터로 양자화하는 다수의 픽셀들을 M 개의 행(row)과 L 개의 열(column)로 포함하는 픽셀 어레이;A pixel array including a plurality of pixels in M rows and L columns for quantizing the size of incident X-rays into N bits of pixel data;

상기 픽셀 어레이 내의 각각의 열에 속하는 픽셀들이 공유하여 각자 픽셀 데이터를 출력할 수 있도록 연결된 L 개의 출력 버스;L output buses connected to output pixels data shared by pixels belonging to respective columns in the pixel array;

상기 픽셀 어레이 내의 한 행에 속하는 픽셀들을 특정하여 선택하기 위한 로우 디코더;A row decoder for specifying and selecting pixels belonging to one row in the pixel array;

상기 로우 디코더에 의해 선택된 행에 속하는 적어도 하나의 픽셀을 열 별로 특정하여 선택하기 위한 컬럼 디코더; 및A column decoder for selecting and selecting at least one pixel belonging to a row selected by the row decoder for each column; And

상기 출력 버스를 통해 전송된 픽셀 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터를 포함할 수 있다.And a register for temporarily storing the pixel data transmitted through the output bus.

일 실시예에 따르면, 상기 출력 버스는 N 비트의 픽셀 데이터를 병렬로 전송할 수 있도록 N 개의 전송 라인을 가진 병렬 출력 버스일 수 있다.According to an embodiment, the output bus may be a parallel output bus having N transmission lines to transmit N bits of pixel data in parallel.

일 실시예에 따르면, 상기 L 개의 출력 버스에 공통적으로 연결된 공통 출력 버스를 더 포함하고,According to one embodiment, further comprising a common output bus commonly connected to the L output bus,

상기 공통 출력 버스를 통해 상기 픽셀 데이터가 상기 레지스터에 전송되도록 연결되며,The pixel data is coupled to the register via the common output bus,

상기 로우 디코더와 상기 컬럼 디코더는 상기 픽셀 어레이의 특정 행 내의 특정 열에 상응하는 픽셀을 하나씩 순차적으로 선택하도록 동작할 수 있다.The row decoder and the column decoder may be operable to sequentially select pixels corresponding to a specific column in a specific row of the pixel array one by one.

일 실시예에 따르면, 상기 N 비트 레지스터는 상기 L 개의 출력 버스의 각각에 하나씩 연결되고,According to one embodiment, the N bit registers are connected one to each of the L output buses,

상기 로우 디코더와 상기 컬럼 디코더는 상기 픽셀 어레이의 특정 행에 상응하는 픽셀들을 동시적으로 선택하도록 동작할 수 있다.The row decoder and the column decoder may be operable to simultaneously select pixels corresponding to a particular row of the pixel array.

일 실시예에 따르면, 상기 출력 버스는 X*Y=L인 X 개 열에 연결된 출력 버스들로 이루어진 Y 개의 그룹을 구성하며,According to one embodiment, the output bus constitutes a Y group of output buses connected to X columns where X * Y = L,

Y 개의 상기 레지스터의 각각에 각 그룹에 속하는 X 개의 출력 버스로부터 X 개의 픽셀 데이터들이 동시에 전송되도록 연결되고,Connected to each of the Y registers such that X pixel data are simultaneously transmitted from X output buses belonging to each group,

상기 로우 디코더와 상기 컬럼 디코더는 상기 픽셀 어레이의 특정 행 내의 특정 열에 상응하는 픽셀들을 X 개씩 순차적으로 선택하도록 동작할 수 있다.The row decoder and the column decoder may be operable to sequentially select X pixels corresponding to a specific column in a specific row of the pixel array.

일 실시예에 따르면, N 비트의 픽셀 데이터를 직렬로 전송할 수 있도록 1 개의 전송 라인을 가진 직렬 출력 버스일 수 있다.According to one embodiment, it may be a serial output bus having one transmission line for serially transmitting N bits of pixel data.

본 발명의 다른 측면에 따른 엑스선 이미지 센서 독출 방법은,X-ray image sensor reading method according to another aspect of the present invention,

다수의 픽셀들이 M 개의 행과 L 개의 열로 포함된 픽셀 어레이에서, 각각의 픽셀에 입사된 엑스선의 크기를 N 비트의 픽셀 데이터로 양자화하는 단계;Quantizing the size of X-rays incident on each pixel with N bits of pixel data in a pixel array including a plurality of pixels in M rows and L columns;

로우 디코더를 이용하여 상기 픽셀 어레이 내의 한 행에 속하는 픽셀들을 특정하여 선택하고, 컬럼 디코더를 이용하여 상기 선택된 행에 속하는 적어도 하나의 픽셀을 열 별로 특정하여 선택하는 단계;Specifying and selecting pixels belonging to one row in the pixel array using a row decoder, and specifying and selecting at least one pixel belonging to the selected row using a column decoder by columns;

상기 픽셀 어레이 내의 각각의 열에 속하는 픽셀들이 공유하도록 연결된 L 개의 출력 버스를 통해 상기 컬럼 디코더에 의해 선택된 적어도 하나의 픽셀로부터 픽셀 데이터를 출력하는 단계; 및Outputting pixel data from at least one pixel selected by the column decoder via L output buses connected such that pixels belonging to each column in the pixel array are shared; And

상기 출력 버스를 통해 전송된 픽셀 데이터를 레지스터에 일시적으로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.And temporarily storing the pixel data transmitted via the output bus in a register.

본 발명의 엑스선 이미지 센서 및 독출 방법은 픽셀들에서 생성된 대량의 독출 에너지를 고속으로 읽어낼 수 있으므로, 엑스선 이미지를 고속 내지 실시간으로 획득할 수 있고 나아가 엑스선 동영상도 얻을 수 있다.Since the X-ray image sensor and the reading method of the present invention can read a large amount of read energy generated in the pixels at high speed, an X-ray image can be obtained at high speed or in real time, and further, an X-ray video can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 개략적으로 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 포함된 하나의 픽셀을 예시한 상세적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 포함된 픽셀의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서의 픽셀 어레이의 결선을 예시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽셀 어레이의 결선을 예시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서의 동작을 예시한 타이밍도이다.
1 is a block diagram schematically illustrating an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram illustrating one pixel included in an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment.
3 is a waveform diagram illustrating an operation of a pixel included in an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram illustrating wiring of a pixel array of an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating wiring of a pixel array according to another exemplary embodiment of the present invention.
6 is a timing diagram illustrating an operation of an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 개략적으로 예시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 엑스선 이미지 센서(10)는 다수의 픽셀(11)들이 2차원 매트릭스 형태로 배열된 픽셀 어레이(12), 로우 디코더(row decoder)(13)와 컬럼 디코더(column decoder)(14), N 비트 레지스터(15), 제어부(16) 및 영상 처리부(17)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the X-ray image sensor 10 includes a pixel array 12 in which a plurality of pixels 11 are arranged in a two-dimensional matrix, a row decoder 13, and a column decoder ( 14), an N bit register 15, a controller 16, and an image processor 17 may be included.

엑스선 이미지 센서(10)는 매 시간 프레임마다 하나의 영상 데이터를 출력한다. 한 시간 프레임은 엑스선 노출 주기와 영상 데이터 독출 구간으로 구성될 수 있다. 노출 주기 동안 픽셀 어레이(12)에 엑스선이 입사되고, 독출 구간 동안 픽셀 어레이(12)의 각 픽셀들(11)에서 픽셀 데이터들이 N 비트 레지스터(15)에 차례로 전달되고, 픽셀 데이터들을 영상 처리부(17)에서 하나의 영상 데이터로 조합하여 출력한다.The X-ray image sensor 10 outputs one image data every time frame. One time frame may be composed of an X-ray exposure period and an image data reading period. X-rays are incident on the pixel array 12 during the exposure period, pixel data are sequentially transmitted to the N-bit register 15 in the pixels 11 of the pixel array 12 during the readout period, and the pixel data is transferred to the image processor ( 17) combines and outputs one image data.

각각의 픽셀(11)은 입사되는 엑스선의 세기를 양자화한 N 비트의 픽셀 데이터를 생성한다. 픽셀(11)의 구성 및 동작은 이후에 더욱 상세하게 설명된다.Each pixel 11 generates N bits of pixel data in which the intensity of incident X-rays is quantized. The configuration and operation of the pixel 11 will be described in more detail later.

로우 디코더(13)와 컬럼 디코더(14)는 어드레싱 회로로서, 제어부(16)의 제어에 따라 특정 시점에 로우(행)와 컬럼(열)으로 특정되는 위치의 픽셀(11)로부터 픽셀 데이터를 출력하게 하여 N 비트 레지스터(15)에 저장하게 할 수 있다.The row decoder 13 and the column decoder 14 are addressing circuits, which output pixel data from the pixels 11 at positions specified as rows (rows) and columns (columns) at a specific point of time under the control of the controller 16. To store in the N bit register 15.

예를 들어, 256x128 픽셀 어레이는 128 개의 컬럼과 256 개의 로우로 구성될 수 있다. 이 경우, 제어부(16)는 15~16 비트 어드레스 신호를 상위 8 비트의 로우 어드레스 신호와 하위 7~8 비트의 컬럼 어드레스 신호로 분할한 후 각각 로우 디코더(13)와 컬럼 디코더(14)로 전송한다.For example, a 256x128 pixel array can consist of 128 columns and 256 rows. In this case, the control unit 16 divides the 15-16 bit address signal into a row address signal of upper 8 bits and a column address signal of lower 7 to 8 bits, and then transmits them to the row decoder 13 and the column decoder 14, respectively. do.

로우 디코더(13)는, 예를 들어, 8 비트 로우 어드레스 신호를 디코딩한 256 비트 선택 신호로써 하나의 행을 배타적으로 선택한다. 디코딩된 256 비트의 선택 신호는 선택될 로우에 해당하는 비트만 1이고 나머지는 모두 0이다. 한편 컬럼 디코더(14)는 예를 들어 7 비트의 컬럼 어드레스 신호를 128 비트 선택 신호로 디코딩하여, 앞서 선택된 하나의 행 내의 각각의 열을 순차적으로 선택한다.The row decoder 13 exclusively selects one row, for example, with a 256 bit select signal decoded an 8 bit row address signal. The decoded 256-bit select signal has only 1 bit corresponding to the row to be selected and all others are zero. On the other hand, the column decoder 14 decodes, for example, a 7-bit column address signal into a 128-bit select signal, to sequentially select each column in one row previously selected.

실시예에 따라, 픽셀 어레이(12) 내의 픽셀들(11) 중에서, 선택된 로우 어드레스 및 선택된 컬럼 어드레스에 상응하는 위치의 픽셀에서 픽셀 데이터가 출력된다. 이어서, 다음 출력 주기에, 컬럼 어드레스 신호가 1 증가하고, 해당 로우 내의 다음 컬럼 어드레스에 상응하는 위치의 픽셀에서 픽셀 데이터가 출력 버스로 출력된다. 해당 로우 내의 마지막 컬럼 어드레스에 이를 때까지 각각의 픽셀에서 픽셀 데이터가 출력 버스로 출력된다. 출력 버스는 한 컬럼에 속하는 모든 픽셀들이 공유하도록 연결된다.According to an embodiment, among the pixels 11 in the pixel array 12, pixel data is output at a pixel at a position corresponding to the selected row address and the selected column address. Then, in the next output period, the column address signal is incremented by one, and pixel data is output to the output bus at the pixel at the position corresponding to the next column address in the corresponding row. Pixel data is output to the output bus at each pixel until the last column address in that row is reached. The output bus is connected so that all pixels belonging to one column are shared.

이때, 실시예에 따라 매 픽셀 데이터는 N 비트의 픽셀 데이터 전체가 N 개의 출력 라인을 가진 병렬 출력 버스를 통해 병렬로 출력될 수도 있고, 또는 1 비트 출력 버스를 통해 직렬로 출력될 수도 있다. 이에 따라, N 비트 레지스터(15)는 매 출력 주기마다 한 픽셀씩 픽셀 데이터를 병렬 또는 직렬로 입력받는다. In this case, according to the exemplary embodiment, every pixel data of N bits may be output in parallel through a parallel output bus having N output lines, or may be output in series through a 1-bit output bus. Accordingly, the N bit register 15 receives the pixel data in parallel or in series by one pixel in every output period.

한편 실시예에 따라, 픽셀 어레이(12) 내의 픽셀들(11) 중에서, 선택된 로우 내의 모든 픽셀들에서 픽셀 데이터들이 병렬 또는 직렬로 한꺼번에 출력될 수도 있다. 이어서, 다음 출력 주기에는 다음 로우 내의 모든 컬럼의 픽셀들에서 픽셀 데이터들이 출력된다. 이 경우, N 비트 레지스터(15)는 매 출력 주기마다 컬럼 개수에 해당하는 픽셀 개수만큼의 픽셀 데이터들을 병렬 또는 직렬로 입력받는다.In some embodiments, among the pixels 11 in the pixel array 12, pixel data may be output in parallel or in series at all pixels in the selected row. Subsequently, in the next output period, pixel data is output at pixels of all columns in the next row. In this case, the N bit register 15 receives pixel data corresponding to the number of columns corresponding to the number of columns in parallel or in series in every output period.

N 비트 레지스터(15)는 입력된 픽셀 데이터들을 영상 처리부(17)에 출력하며, 영상 처리부(17)는 전체 픽셀들의 픽셀 데이터들을 기초로 영상 데이터를 조합하고, 이를 외부에 출력한다.The N bit register 15 outputs the input pixel data to the image processor 17, and the image processor 17 combines the image data based on the pixel data of all the pixels and outputs the image data to the outside.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 포함된 하나의 픽셀을 예시한 상세적인 블록도이다.2 is a detailed block diagram illustrating one pixel included in an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 각각의 픽셀(11)은 엑스선 입사 영역(111), 증폭부(112), 비교부(113) 및 카운터부(114)를 포함하는 싱글 포톤 계수형 센서를 기초로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2, each pixel 11 may be implemented based on a single photon counting sensor including an X-ray incident region 111, an amplifier 112, a comparator 113, and a counter 114. Can be.

엑스선 입사 영역(111)은 포토 다이오드(PD)를 포함하며 엑스선이 포토 다이오드(PD)의 공핍 영역을 지나가면서 전하량(QIN)을 발생시킨다. The X-ray incident region 111 includes a photodiode PD and generates an amount of charge Q IN as the X-ray passes through the depletion region of the photodiode PD.

증폭부(112)는 전하량(QIN)을 받아들여 전압 신호로 변환 및 증폭된 전압 출력(CSAOUT)을 출력한다. 전하량(QIN)은 증폭부(112)의 연산 증폭기의 (-) 단자에 입력된다. 연산 증폭기의 (+) 단자는 접지되어 있다. 연산 증폭기의 출력 단자와 (-) 단자 사이에는 피드백 커패시터(CF)와 피드백 저항(RF)이 연결된다.The amplifier 112 receives the charge amount Q IN and outputs the voltage output CSAOUT converted and amplified into a voltage signal. The charge amount Q IN is input to the negative terminal of the operational amplifier of the amplifier 112. The positive terminal of the op amp is grounded. The feedback capacitor CF and the feedback resistor RF are connected between the output terminal of the operational amplifier and the negative terminal.

피드백 커패시터(CF)는 전하들(QIN)을 축적한다. 연산 증폭기의 (-) 단자는 (+) 단자와 가상 접지된 상태이기 때문에, 피드백 커패시터(CF)에 축적된 전하(QIN)에 의해 피드백 커패시터(CF) 양단에 발생하는 전압이 연산 증폭기의 출력에 나타난다. 증폭부(112)의 전압 출력(CSAOUT)은 축적 전하/커패시턴스, 즉 CSAOUT = QIN / CF로 얻을 수 있다. 이로써, 입사된 엑스선의 세기가 전하 발생량에 따른 전압 신호의 형태로 변환되어 획득된다.The feedback capacitor CF accumulates charges Q IN . Since the negative terminal of the operational amplifier is virtually grounded with the positive terminal, the voltage generated across the feedback capacitor CF is generated by the charge Q IN accumulated in the feedback capacitor CF. Appears in. The voltage output CSAOUT of the amplifier 112 may be obtained by accumulating charge / capacitance, that is, CSAOUT = QIN / CF. As a result, the intensity of the incident X-rays is converted into and obtained in the form of a voltage signal according to the charge generation amount.

피드백 저항(RF)은 피드백 커패시터(CF)에 대한 시상수(time constant)를 결정한다. 다음 차례의 엑스선 포톤 입사에 대비하여, 피드백 저항(RF)은 피드백 커패시터(CF)에 축적된 전하를 시상수에 의해 결정되는 시간 내에 소진하여야 한다.The feedback resistor RF determines a time constant for the feedback capacitor CF. In preparation for the next X-ray photon incident, the feedback resistor RF must exhaust the charge accumulated in the feedback capacitor CF within a time determined by the time constant.

비교부(113)는 증폭부(112)의 전압 출력(CSAOUT)을 사전에 설정된 기준 전압(VTH)과 비교하여, 비교 결과를 비교 출력(COMP)으로 출력한다.The comparator 113 compares the voltage output CSAOUT of the amplifier 112 with a preset reference voltage VTH and outputs a comparison result as a comparison output COMP.

비교부(113)는 비교기(COMPARATOR)를 포함한다. 비교기는 (+) 단자에 증폭부(112)에서 증폭한 전압 출력(CSAOUT)이 인가된다. 비교기의 (-) 단자에는 기준 전압(VTH)이 인가된다.The comparator 113 includes a comparator. The comparator is applied to the voltage output CSAOUT amplified by the amplifier 112 at the positive terminal. The reference voltage VTH is applied to the negative terminal of the comparator.

비교기는 증폭부(112)의 전압 출력(CSAOUT)을 기준 전압(VTH)에 비교하여, 전압 출력(CSAOUT)이 기준 전압(VTH)보다 높아졌다가 낮아질 때까지 펄스 폭을 가지는 비교 출력(COMP)을 출력한다. The comparator compares the voltage output CSAOUT of the amplifier 112 with the reference voltage VTH, and compares the comparison output COMP having a pulse width until the voltage output CSAOUT becomes higher and lower than the reference voltage VTH. Output

카운터부(114)는 비교부(113)에서 출력되는 비교 출력(COMP)을 계수한다. 엑스선에 해당하는 포톤이 입사될 때마다 비교 출력(COMP)이 출력되므로, 단위 시간당 해당 픽셀 영역에 엑스선이 입사된 회수는 비교 출력(COMP)의 펄스 회수와 실질적으로 같다. The counter 114 counts the comparison output COMP output from the comparator 113. Since the comparison output COMP is output whenever the photons corresponding to the X-rays are incident, the number of times the X-rays are incident on the pixel area per unit time is substantially the same as the number of pulses of the comparison output COMP.

픽셀(11)에서 출력되는 픽셀 데이터는 해당 픽셀의 포토다이오드 영역에 단위 시간 내에 피폭되는 엑스선의 양에 상응하므로, 단위 시간이 끝나가는 시점에 카운터부(114)에서 카운트된 비교 출력(COMP)의 펄스 회수가 곧 픽셀 데이터로 이용될 수 있다. Since the pixel data output from the pixel 11 corresponds to the amount of X-rays exposed to the photodiode region of the pixel within a unit time, the comparison output COMP counted by the counter unit 114 at the end of the unit time. The pulse count may soon be used as pixel data.

카운터부(114)의 해상도는 픽셀 데이터의 비트 수와 같고 N 비트이다. 예를 들어 5 비트 카운터를 이용한다면, 그러한 카운터부(114)를 이용하는 픽셀(11)로 구성된 엑스선 이미지 센서(10)는 32 단계의 계조를 가지는 영상 데이터를 생성할 수 있다. 역으로, 만약 엑스선 영상의 계조를 256 단계로 얻고자 한다면, 8 비트 카운터를 이용하여야 한다.The resolution of the counter section 114 is equal to the number of bits of the pixel data and is N bits. For example, if a 5 bit counter is used, the X-ray image sensor 10 composed of the pixels 11 using the counter unit 114 may generate image data having 32 gray levels. Conversely, if the gray level of the X-ray image is to be obtained in 256 steps, an 8-bit counter should be used.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 포함된 픽셀의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.3 is a waveform diagram illustrating an operation of a pixel included in an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, 픽셀(11)의 엑스선 입사 영역(111)의 포토 다이오드(PD)에 엑스선이 입사하면, 엑스선의 강력한 포톤 에너지와 격자가 충돌하여 전자-정공 쌍이 일시적으로 생성된다. 전자-정공 쌍은 시간이 흐르면서 다른 전자 또는 정공과 결합하거나 포토 다이오드(PD)의 바이어스에 의해 형성된 전기장을 따라 이동하면서 미약한 전하량의 흐름(QIN)을 만든다.Referring to FIG. 3, when X-rays are incident on the photodiode PD of the X-ray incident region 111 of the pixel 11, a strong photon energy of the X-rays collides with the lattice to temporarily generate an electron-hole pair. The electron-hole pairs create a weak flow of charge Q IN as they move with the other electrons or holes or along the electric field formed by the bias of the photodiode PD over time.

이어서, 미약한 전하량 흐름(QIN)이 증폭부의 피드백 커패시터(CF)에 축적되면서, 전압 레벨이 축적 전하/커패시턴스, 즉 CSAOUT = QIN / CF인 증폭된 전압 출력(CSAOUT)이 발생한다. 증폭된 전압 출력은 최고 레벨에 도달한 후에 피드백 저항(RF)와 피드백 커패시터(CF)의 시정수에 의해 정해지는 속도로 감쇄한다.Subsequently, as the feeble charge flow Q IN is accumulated in the feedback capacitor CF of the amplifier, an amplified voltage output CSAOUT having a voltage level of accumulated charge / capacitance, that is, CSAOUT = QIN / CF is generated. The amplified voltage output decays at a rate determined by the time constant of the feedback resistor RF and feedback capacitor CF after reaching the highest level.

증폭된 전압 출력(CSAOUT)은 비교부(1130에서 기준 전압(VTH)에 비교된다. 증폭된 전압 출력(CSAOUT)의 레벨이 기준 전압(VTH)보다 높은 동안 비교 출력 펄스(COMP)가 생성된다.The amplified voltage output CSAOUT is compared to the reference voltage VTH at the comparator 1130. The comparison output pulse COMP is generated while the level of the amplified voltage output CSAOUT is higher than the reference voltage VTH.

마지막으로, 카운터부(114)에 비교 출력 펄스(COMP)가 카운터 트리거 신호로서 인가된다.Finally, the comparison output pulse COMP is applied to the counter section 114 as a counter trigger signal.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서의 픽셀 어레이의 결선을 예시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating wiring of a pixel array of an X-ray image sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 픽셀 어레이(42)는 M*L 2차원 매트릭스 배열된 픽셀들(11)로 구성된다(M, L은 각각 양의 정수). 한 컬럼에 속하는 픽셀들은 N 비트의 픽셀 데이터 비트들(D1, D2, D3,... DN)을 병렬 출력하는 N 비트의 병렬 출력 버스(421)를 공유한다(N은 양의 정수). N 비트의 병렬 출력 버스(421)들은 매 컬럼마다 배치된다.Referring to Fig. 4, the pixel array 42 is composed of pixels 11 arranged in an M * L two-dimensional matrix (M and L are positive integers respectively). Pixels belonging to one column share an N-bit parallel output bus 421 that outputs N bits of pixel data bits D1, D2, D3, ... DN in parallel (N is a positive integer). N bit parallel output buses 421 are arranged every column.

픽셀 어레이(42)는 2^K>=M인 M 개의 로우와 L 개의 컬럼으로 어드레싱될 수 있다. K 비트의 로우 어드레스 신호가 로우 디코더(13)에 인가되어 M 개의 로우를 하나씩 차례로 선택할 수 있다. The pixel array 42 may be addressed with M rows and L columns where 2 ^ K> = M. A K-bit row address signal is applied to the row decoder 13 to select M rows one by one.

실시예에 따라, L 개의 N 비트 병렬 출력 버스들(421)의 타단이 모두 공통 출력 버스(도시되지 않음)에 연결되고 공통 출력 버스의 끝에 하나의 N 비트 레지스터(15)가 있어서, N 비트 레지스터(15)가 한 출력 주기마다 한 픽셀씩 픽셀 데이터를 수신하고 이어서 이를 영상 처리부(17)에 출력할 수 있다.According to an embodiment, the other ends of the L N bit parallel output buses 421 are all connected to a common output bus (not shown) and there is one N bit register 15 at the end of the common output bus, whereby the N bit register 15 may receive pixel data one pixel per output period and then output the pixel data to the image processor 17.

이 경우, 선택된 로우에 연결된 컬럼들은 컬럼 디코더(14)에 인가된 컬럼 어드레스 신호의 디코딩에 따라 차례로 하나씩 선택될 수 있다.In this case, the columns connected to the selected row may be selected one by one according to the decoding of the column address signal applied to the column decoder 14.

다른 실시예에서는, L 개의 N 비트 병렬 출력 버스들(421)이 각각 하나씩 L 개의 N 비트 레지스터(15)에 연결되어, L 개의 N 비트 레지스터들(15)이 한 출력 주기마다 한 로우 내의 L 개 컬럼들 모두의 픽셀들로부터 픽셀 데이터들을 각각 수신(한 번에 총 L*N 비트의 데이터를 수신)하고 이들을 영상 처리부(17)에 출력할 수도 있다.In another embodiment, L N bit parallel output buses 421 are each connected to L N bit registers 15 one by one so that L N bit registers 15 are L in one row per output period. The pixel data may be received from the pixels of all the columns, respectively (total L * N bits of data at a time) and output to the image processor 17.

이 경우에는, 선택된 로우에 포함된 컬럼들은 컬럼 디코더(14)에 인가된 컬럼 어드레스 신호의 디코딩에 무관하게 동시에 모두 선택될 수 있다.In this case, the columns included in the selected row may be selected all at the same time regardless of the decoding of the column address signal applied to the column decoder 14.

나아가, 또 다른 실시예에서는, 사용되어야 하는 N 비트 레지스터(15)의 수를 줄일 수 있도록, X*Y=L인 X 개의 컬럼들로 구성된 Y 개의 그룹들마다 하나씩, 총 Y 개의 N 비트 레지스터(15)에 연결될 수 있다(이때, X, Y는 각각 양의 정수).Furthermore, in another embodiment, to reduce the number of N bit registers 15 that must be used, a total of Y N bit registers (one for each Y group of X columns with X * Y = L) 15), where X and Y are each positive integers.

또한 이 경우에 각 컬럼 그룹 내의 픽셀로부터 픽셀 데이터를 읽어들이는 방식은 다양하게 결정될 수 있다.In this case, the method of reading pixel data from pixels in each column group may be variously determined.

먼저, 각 컬럼 그룹마다 출력 버스(13)가 로컬 공통 버스(미도시)에 연결되고, 매 차례 각 컬럼 그룹마다 배타적으로 선택되는 한 픽셀에서 픽셀 데이터가 로컬 공통 버스를 통해, 각 컬럼 그룹에 속하는 N 비트 레지스터(15)에 전달된다. 예를 들어, 1024 개의 컬럼이 있는 픽셀 어레이에서 8 개(X) 컬럼씩 128 개(Y)의 그룹으로 묶을 경우에, 128 개(Y)의 N 비트 레지스터가 필요하며, 각각의 N 비트 레지스터가 8 개(X)의 컬럼들 중 각각에서 N 비트 병렬 출력 버스를 통해 출력되는 N 비트의 데이터를 수신할 수 있다.First, an output bus 13 is connected to a local common bus (not shown) for each column group, and pixel data belonging to each column group through the local common bus at one pixel exclusively selected for each column group each time. Is passed to the N bit register 15. For example, in a pixel array with 1024 columns, if you group eight (X) columns into 128 (Y) groups, you need 128 (Y) N-bit registers. Each of the eight (X) columns may receive N bits of data output through the N bit parallel output bus.

Y 개의 N 비트 레지스터들(15)은 한 출력 주기마다 한 로우 내의 각 컬럼 그룹에 속하는 X 개 컬럼들 중 순차적으로 선택되는 한 컬럼의 픽셀로부터 픽셀 데이터들을 각각 수신하고 이들을 영상 처리부(17)에 출력할 수 있다.The Y N-bit registers 15 receive pixel data from pixels of one column sequentially selected among the X columns belonging to each column group in one row every output period, and output them to the image processor 17. can do.

이 경우에, 선택된 로우에 포함된 컬럼들이 한 번에 한 컬럼 그룹 당 순차적으로 한 컬럼씩 총 Y 개 컬럼이 선택되도록, 컬럼 디코더(14)가 컬럼 어드레스 신호를 디코딩할 수 있다.In this case, the column decoder 14 may decode the column address signal so that the columns included in the selected row are selected in total Y columns, one column per column group at a time.

두 번째 실시예에서는, 각 컬럼 그룹마다 X*N 비트 레지스터(15)가 연결되어 있어서, 매 차례 각 컬럼 그룹마다 X 개의 출력 버스에서 N 비트 픽셀 데이터가 동시에 출력되고, X*N 비트 레지스터(15)에 저장된다.In the second embodiment, an X * N bit register 15 is connected to each column group so that N bit pixel data is simultaneously output on X output buses for each column group, and an X * N bit register 15 )

예를 들어, 1024 개의 컬럼이 있는 픽셀 어레이에서 8 개(X) 컬럼씩 128 개(Y)의 그룹으로 묶고, 128 개의 N 비트 레지스터가, 각각 8 개의 컬럼들에서 N 비트 병렬 출력 버스를 통해 출력되는 8*N 비트의 데이터를 동시에 수신할 수 있다.For example, in a pixel array with 1024 columns, group them into 128 (Y) groups of 8 (X) columns, and 128 N-bit registers are output through the N-bit parallel output bus in 8 columns each. Can receive 8 * N bits of data at the same time.

Y 개의 X*N 비트 레지스터들(15)은 한 출력 주기마다 한 로우 내의 각 컬럼 그룹에 속하는 X 개 컬럼들의 전체 픽셀로부터 픽셀 데이터들을 각각 수신하고, X*N 비트의 픽셀 데이터들을 영상 처리부(17)에 순차적으로 출력할 수 있다.The Y X * N bit registers 15 respectively receive pixel data from all pixels of the X columns belonging to each column group in one row in one output period, and output the X * N bit pixel data to the image processor 17. ) Can be output sequentially.

이 경우에, 선택된 로우에 포함된 컬럼들이 한 번에 컬럼 그룹씩 X 개의 컬럼이 순차적으로 선택되도록, 컬럼 디코더(14)가 컬럼 어드레스 신호를 디코딩할 수 있다.In this case, the column decoder 14 may decode the column address signal so that the X columns are sequentially selected by the column groups at once in the columns included in the selected row.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 픽셀 어레이의 결선을 예시한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating wiring of a pixel array according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 픽셀 어레이(52)는 M*L 2차원 매트릭스 배열된 픽셀들(11)로 구성된다. 한 컬럼에 속하는 픽셀들은 N 비트의 픽셀 데이터 비트들(D1, D2, D3,... DN)을 직렬 출력하는 1 비트의 직렬 출력 버스(521)를 공유한다. 직렬 출력 버스(521)들은 매 컬럼마다 배치된다.Referring to FIG. 5, the pixel array 52 is composed of pixels 11 arranged in an M * L two-dimensional matrix. The pixels belonging to one column share a one-bit serial output bus 521 that serially outputs N bits of pixel data bits D1, D2, D3, ... DN. Serial output buses 521 are arranged every column.

픽셀 어레이(52)는 M 개의 로우와 L 개의 컬럼을 가지며, K 비트의 어드레스 신호로 어드레싱될 수 있다. K 비트의 어드레스 신호가 로우 디코더에 인가되어 M 개의 로우를 하나씩 차례로 선택할 수 있다.The pixel array 52 has M rows and L columns, and may be addressed with an address signal of K bits. A K-bit address signal is applied to the row decoder to select M rows one by one.

실시예에 따라, L 개의 직렬 출력 버스들(521)의 타단이 모두 공통 출력 버스(미도시)에 연결되고 공통 출력 버스의 끝에 하나의 N 비트 레지스터(15)가 있어서, N 비트 레지스터(15)가 한 출력 주기마다 한 픽셀씩 픽셀 데이터를 직렬로 수신하고 영상 처리부(17)에 출력할 수 있다.According to an embodiment, the other ends of the L serial output buses 521 are all connected to a common output bus (not shown) and there is one N bit register 15 at the end of the common output bus, so that the N bit register 15 May receive the pixel data serially by one pixel for each output period and output the pixel data to the image processor 17.

이 경우, 선택된 로우에 연결된 컬럼들은 컬럼 디코더(14)에 인가된 컬럼 어드레스 신호의 디코딩에 따라 차례로 하나씩 선택될 수 있다.In this case, the columns connected to the selected row may be selected one by one according to the decoding of the column address signal applied to the column decoder 14.

다른 실시예에서는, L 개의 직렬 출력 버스들이 각각 하나씩 L 개의 N 비트 레지스터(도시하지 않음)에 연결되어, L 개의 N 비트 레지스터들이 한 출력 주기마다 한 로우 내의 L 개 컬럼들 모두의 픽셀들로부터 픽셀 데이터들을 각각 직렬로 수신하고, 이들을 영상 처리부(17)에 출력할 수도 있다.In another embodiment, L serial output buses are each connected to L N bit registers (not shown), so that L N bit registers are pixels from all L columns of pixels in one row per output period. The data may be serially received and output to the image processor 17.

이 경우에는, 선택된 로우에 연결된 컬럼들은 컬럼 디코더(14)에 인가된 컬럼 어드레스 신호의 디코딩에 무관하게 동시에 모두 선택될 수 있다.In this case, the columns connected to the selected row may all be selected at the same time regardless of the decoding of the column address signal applied to the column decoder 14.

더 나아가, 또 다른 실시예에서는, 사용되어야 하는 N 비트 레지스터(15)의 수를 줄일 수 있도록, X*Y=L인 X 개의 컬럼들로 구성된 Y 개의 그룹들마다 하나씩, 총 Y 개의 N 비트 레지스터(15)에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 1024 개의 컬럼이 있는 픽셀 어레이에서 16 개 컬럼씩 64 개의 그룹으로 묶고, 64 개의 N 비트 레지스터가, 각각 16 개의 컬럼들로부터 1 비트 직렬 출력 버스를 통해 출력되는 16 개의 직렬 데이터를 동시에 직렬로 수신할 수 있다.Furthermore, in another embodiment, a total of Y N bit registers, one for every Y groups of X columns with X * Y = L, to reduce the number of N bit registers 15 that must be used. It may be connected to (15). For example, in a pixel array with 1024 columns, group them into 64 groups of 16 columns, and 64 N-bit registers simultaneously output 16 serial data output from 16 columns through a 1-bit serial output bus. Can be received serially.

이렇듯 Y 개의 N 비트 레지스터들(15)은 각각 한 출력 주기마다 한 로우 내의 X 개 컬럼들의 픽셀로부터 픽셀 데이터들을 각각 직렬로 수신하고 이들을 영상 처리부(17)에 출력할 수 있다.As described above, the Y N-bit registers 15 may receive the pixel data in series from the pixels of the X columns in one row for each output period and output them to the image processor 17.

이 경우에, 선택된 로우에 포함된 컬럼들이 한 출력 주기에 X 개 컬럼씩 선택되도록, 컬럼 디코더(14)가 컬럼 어드레스 신호를 디코딩할 수 있다.In this case, the column decoder 14 may decode the column address signal so that the columns included in the selected row are selected by X columns in one output period.

도 6은 도 4에 따른 엑스선 이미지 센서의 동작을 예시한 타이밍도이다.6 is a timing diagram illustrating an operation of an X-ray image sensor according to FIG. 4.

도 6을 참조하면, 매 출력 주기마다 K 비트 어드레스 신호들(CS<1>, CS<2>, CS<3>, ..., CS<K>)이 지속적으로 인가되면서, 매 출력 주기마다 각각의 단일 픽셀들이 선택되며, 선택된 픽셀들은 픽셀 데이터를 출력한다.Referring to FIG. 6, K bit address signals CS <1>, CS <2>, CS <3>, ..., CS <K> are continuously applied in every output period, and in every output period. Each single pixel is selected, and the selected pixels output pixel data.

클럭 신호의 상승 에지에 맞춰 픽셀 데이터(D<1>, D<2>,...,D<N>)들이 출력된다. 첫 출력 주기에서는 픽셀 1을 선택하는 어드레스 신호가 인가되었고, 픽셀 1의 픽셀 데이터가 병렬 출력 버스에 실린다. 두 번째 출력 주기에는 픽셀 2를 선택하는 어드레스 신호가 인가되었고, 픽셀 2의 픽셀 데이터가 병렬 출력 버스에 실린다. 이러한 픽셀별 독출 과정은 모든 픽셀로부터 픽셀 데이터가 출력될 때까지 반복된다.Pixel data D <1>, D <2>, ..., D <N> are output in accordance with the rising edge of the clock signal. In the first output period, an address signal for selecting pixel 1 is applied, and pixel data of pixel 1 is loaded on the parallel output bus. In the second output period, an address signal for selecting pixel 2 is applied, and pixel data of pixel 2 is loaded on the parallel output bus. This pixel-by-pixel reading process is repeated until pixel data is output from all pixels.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications will fall within the scope of the invention.

10 엑스선 이미지 센서 11 픽셀
12 픽셀 어레이 13 로우 디코더
14 컬럼 디코더 15 레지스터
16 제어부 17 영상 처리부
111 엑스선 입사 영역 112 증폭부
113 비교부 114 카운터부
421, 521 출력 버스
10 X-ray image sensor 11 pixels
12-pixel array 13-row decoder
14 column decoder 15 registers
16 control unit 17 image processing unit
111 X-ray incident region 112 Amplifier
113 comparison section 114 counter section
421, 521 output buses

Claims (7)

입사된 엑스선의 크기를 N 비트의 픽셀 데이터로 양자화하는 다수의 픽셀들을 M 개의 행(row)과 L 개의 열(column)로 포함하는 픽셀 어레이(여기서, N, M, L은 각각 양의 정수);
상기 픽셀 어레이 내의 한 행에 속하는 픽셀들을 특정하여 선택하기 위한 로우 디코더;
상기 픽셀 어레이 내의 각각의 열에 속하는 픽셀들이 공유하며, 선택된 적어도 하나의 픽셀로부터 각각의 픽셀 데이터를 출력할 수 있도록 연결된 L 개의 출력 버스; 및
상기 출력 버스를 통해 전송된 픽셀 데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터를 포함하는 엑스선 이미지 센서.
A pixel array including M rows and L columns, each pixel quantizing the size of the incident X-rays into N bits of pixel data, where N, M, and L are each positive integers. ;
A row decoder for specifying and selecting pixels belonging to one row in the pixel array;
L output buses shared by pixels belonging to each column in the pixel array and connected to output respective pixel data from at least one selected pixel; And
And a register to temporarily store pixel data transmitted through the output bus.
청구항 1에 있어서, 상기 출력 버스는 N 비트의 픽셀 데이터를 병렬로 전송할 수 있도록 N 개의 전송 라인을 가진 병렬 출력 버스인 것을 특징으로 하는 엑스선 이미지 센서.The X-ray image sensor of claim 1, wherein the output bus is a parallel output bus having N transmission lines to transmit N bits of pixel data in parallel. 청구항 2에 있어서, 상기 레지스터는 상기 L 개의 출력 버스의 각각에 하나씩 연결되고,
상기 로우 디코더는 상기 픽셀 어레이의 특정 행에 상응하는 픽셀들을 동시적으로 선택하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 엑스선 이미지 센서.
The register of claim 2, wherein the register is connected to each of the L output buses one by one;
The row decoder is operative to simultaneously select pixels corresponding to a particular row of the pixel array.
청구항 2에 있어서, 상기 L 개의 출력 버스에 공통적으로 연결된 공통 출력 버스; 및
상기 로우 디코더에 의해 선택된 행에 속하는 적어도 하나의 픽셀을 열 별로 특정하여 선택하기 위한 컬럼 디코더를 더 포함하고,
상기 공통 출력 버스를 통해 상기 픽셀 데이터가 상기 레지스터에 전송되도록 연결되며,
상기 로우 디코더와 상기 컬럼 디코더는 상기 픽셀 어레이의 특정 행 내의 특정 열에 상응하는 픽셀을 하나씩 순차적으로 선택하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 엑스선 이미지 센서.
The system of claim 2, further comprising: a common output bus commonly connected to the L output buses; And
A column decoder for specifying and selecting at least one pixel belonging to a row selected by the row decoder for each column,
The pixel data is coupled to the register via the common output bus,
The row decoder and the column decoder operate to sequentially select pixels corresponding to a specific column in a specific row of the pixel array one by one.
청구항 2에 있어서, 상기 로우 디코더에 의해 선택된 행에 속하는 적어도 하나의 픽셀을 열 별로 특정하여 선택하기 위한 컬럼 디코더를 더 포함하고,
상기 출력 버스는 X*Y=L(여기서, X, Y는 각각 양의 정수)인 X 개 열에 연결된 출력 버스들로 이루어진 Y 개의 그룹을 구성하며,
Y 개의 상기 레지스터의 각각에 각 그룹에 속하는 X 개의 출력 버스로부터 X 개의 픽셀 데이터들이 동시에 전송되도록 연결되고,
상기 로우 디코더와 상기 컬럼 디코더는 상기 픽셀 어레이의 특정 행 내의 특정 열에 상응하는 픽셀들을 X 개씩 순차적으로 선택하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 엑스선 이미지 센서.
The method of claim 2, further comprising: a column decoder for specifying and selecting at least one pixel belonging to a row selected by the row decoder for each column,
The output bus constitutes Y groups of output buses connected to X columns where X * Y = L (where X and Y are each positive integers).
Connected to each of the Y registers such that X pixel data are simultaneously transmitted from X output buses belonging to each group,
And the row decoder and the column decoder operate to sequentially select X pixels corresponding to a specific column in a specific row of the pixel array.
청구항 1에 있어서, N 비트의 픽셀 데이터를 직렬로 전송할 수 있도록 1 개의 전송 라인을 가진 직렬 출력 버스인 것을 특징으로 하는 엑스선 이미지 센서.The X-ray image sensor of claim 1, wherein the X-ray image sensor is a serial output bus having one transmission line for serially transmitting N bits of pixel data. 다수의 픽셀들이 M 개의 행과 L 개의 열로 포함된 픽셀 어레이에서, 각각의 픽셀에 입사된 엑스선의 크기를 N 비트의 픽셀 데이터로 양자화하는 단계;
로우 디코더를 이용하여 상기 픽셀 어레이 내의 한 행에 속하는 픽셀들을 특정하여 선택하고, 컬럼 디코더를 이용하여 상기 선택된 행에 속하는 적어도 하나의 픽셀을 열 별로 특정하여 선택하는 단계;
상기 픽셀 어레이 내의 각각의 열에 속하는 픽셀들이 공유하도록 연결된 L 개의 출력 버스를 통해 상기 컬럼 디코더에 의해 선택된 적어도 하나의 픽셀로부터 픽셀 데이터를 출력하는 단계; 및
상기 출력 버스를 통해 전송된 픽셀 데이터를 레지스터에 일시적으로 저장하는 단계를 포함하는 엑스선 이미지 센서 독출 방법.
Quantizing the size of X-rays incident on each pixel with N bits of pixel data in a pixel array including a plurality of pixels in M rows and L columns;
Specifying and selecting pixels belonging to one row in the pixel array using a row decoder, and specifying and selecting at least one pixel belonging to the selected row using a column decoder by columns;
Outputting pixel data from at least one pixel selected by the column decoder via L output buses connected such that pixels belonging to each column in the pixel array are shared; And
And temporarily storing pixel data transmitted through the output bus in a register.
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