KR101092216B1

KR101092216B1 - 에너지 선택적 ｘ―선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일―업 보정 방법

Info

Publication number: KR101092216B1
Application number: KR1020090116450A
Authority: KR
Inventors: 전성채; 김봉회; 허영; 황윤금
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-12-13
Also published as: KR20110059988A

Abstract

본 발명에 의한 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일-업 보정 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩은 X-선 검출기로부터 입력된 전자 또는 홀을 축적(charging)하고 이에 상응하는 신호 SIG_C를 출력하는 CSA(Charge Sensitive Amplifier); 상기 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}를 각각 비교하여 신호 SIG_H와 신호 SIG_L을 출력하는 판별기; 상기 신호 SIG_H와 상기 신호 SIG_L을 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_OUT를 출력하는 WDL(Double Discriminator Logic); 및 상기 신호 SIG_OUT를 기반으로 이를 카운팅 또는 계수하고 그 계수한 값을 전달하는 카운터를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 보다 정량화된 X-선 광자의 영상정보 또는 입사된 X-선 광자의 수를 측정하고, 의도하지 않은 연속적인 광자 신호와 잡음에 의한 파일-업 발생의 문제는 해결할 수 있다.

X-선, 이미지 센서, 광자, photon, 독출 칩, readout chip, 싱글 픽셀, single pixel

Description

에너지 선택적 Ｘ―선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일―업 보정 방법{energy sensitive, X-ray single photon counting readout chip and pile-up compensating method }

본 발명은 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일-업 보정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 X-선 이미지 센서는 X-선을 통해 피사체 정보를 감지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 장치로서, 텔레비전, 카메라, 팩시밀리 등에 많이 사용되고 있다. 이러한 X-선 이미지 센서는 X-선 검출기와 독출 칩(readout chip)으로 이루어져 있는데, 특히, 독출 칩은 그 핵심 부분으로 사용되는 싱글 픽셀(single pixel)을 어레이(array) 형태로 구성하여 위치 정보와 원하는 크기로 만들 수 있다.

독출 칩은 크게 전하 축적형(integration) 방식과 광자 계수(photon counting) 방식으로 나눌 수 있다.

특히, 전하 축적형 방식은 검출 센서로 주로 사용되는 포토다이오드의 암전류, 독출 회로에서의 열 잡음 및 공급전압 변동에 의한 잡음 등 다양한 잡음에 의 한 성분까지 축적함으로써, 노출된 광원에 의해 포토다이오드에서 순수하게 발생하는 전하량과 혼합되어 SNR(Signal to Noise Ratio)을 감쇄시켜 광량의 측정 정밀도를 향상시키는데 많은 장애가 되고 있으며, 특히, X-선, 감마선과 같은 고정밀 계측 분야에서는 이로 인한 정밀도가 상대적으로낮고 많은 방사선량을 요구하기 때문에 의료분야에서는 인체에 유해한 요소로 작용되고 있다.

이처럼 전하 축적 방식은 전하(charge)를 축적할 때 발생된 전하뿐만 아니라 여러 가지 잡음(noise)을 같이 축적하여 전기적인 신호로 바꾸어 주기 때문에 양질의 영상을 얻기 위해서는 많은 방사선양이 필요하지만, 광자 계수 방식은 개개의 X-선 광자에 대해 잡음 레벨을 고려한 임의의 임계(threshold)전압과 비교하여 잡음의 영향을 제거하기 때문에 높은 SNR과 대조도는 얻을 수 있고 이에 따라 방사선양이 적다.

또한, 포톤 카운팅 독출 칩은 연속되는 신호와 잡음에 의한 파일-업(pile-up) 즉, 이전의 입력 신호의 정형을 마치기 전에 새로운 입력 신호가 발생하는 문제와 주변잡음에 의해 의도하지 않은 신호가 계수되어 버리는 경우가 발생한다.

이에 따라 측정의 정밀도, 혹은 영상 화질을 저하시키는 주요 요인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 2개의 판별기를 구비하여 각 판별기에서 CSA로부터 입력된 신호를 서로 다른 임계치로 비교하고 그 비교한 결과를 기반으로 WDL에서 두 임계치 사이에 존재하는 신호를 카운팅하기 위한 출력 신호를 발생시킴으로써, 보다 정량화된 X-선 광자의 영상정보 또는 입사된 X-선 광자의 수를 측정할 수 있도록 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일-업 보정 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 2개의 판별기를 구비하여 각 판별기에서 CSA로부터 입력된 신호를 서로 다른 임계치로 비교하고 그 비교한 결과를 기반으로 WDL에서 두 임계치 사이에 존재하는 신호를 카운팅하기 위한 출력 신호를 발생시킴으로써, 의도하지 않은 연속적인 광자 신호와 잡음에 의한 파일-업(pile-up) 발생의 문제를 해결할 수 있도록 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일-업 보정 방법을 제공하는데 있다.

이를 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩은 X-선 검출기로부터 입력된 전자 또는 홀을 축적(charging)하고 이에 상응하는 신호 SIG_C를 출력하는 CSA(Charge Sensitive Amplifier); 상기 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}를 각각 비교하여 신호 SIG_H와 신호 SIG_L을 출 력하는 판별기; 상기 신호 SIG_H와 상기 신호 SIG_L을 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_OUT를 출력하는 WDL(Window decision Logic); 및 상기 신호 SIG_OUT를 기반으로 이를 카운팅 또는 계수하고 그 계수한 값을 전달하는 카운터를 포함할 수 있다.

상기 판별기는 상기 신호 SIG_C와 상기 제1 임계치 V_{th_H}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_H를 출력하는 제1 판별기; 및 상기 신호 SIG_C와 상기 제2 임계치 V_{th_L}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_L을 출력하는 제2 판별기를 포함할 수 있다.

상기 제1 판별기는 상기 신호 SIG_C가 상기 제1 임계치 V_{th_H}보다 높으면 하이이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_H를 출력하고, 상기 제2 판별기는 상기 신호 SIG_C가 상기 제2 임계치 V_{th_L}보다 높으면 하이이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_L를 출력할 수 있다.

바람직하게, 상기 WDL은 상기 신호 SIG_L이 하이이고 신호 SIG_H가 로우이면 하이인 신호 SIG_OUT를 출력할 수 있다.

필요에 따라, 상기 WDL은 상기 제2 임계치 V_{th_L} 또는 상기 신호 SIG_L에 의해서만 상기 신호 SIG_OUT를 출력할 수 있다.

이때, 상기 카운터는 입력된 상기 신호 SIG_OUT를 계수하는 가상-랜덤 카운터(pseudo-random counter)로 동작할 수 있다. 또한, 상기 카운터는 픽셀에 저장된 계수값을 전달하는 쉬프트 레지스터(shift register)로 동작할 수 있다.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩을 위한 보정 방법은 (a)X-선 검출기로부터 입력된 전자 또는 홀을 축적하고 이에 상응하는 신호 SIG_C를 출력하는 단계; (b)상기 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}를 각각 비교하여 신호 SIG_H와 신호 SIG_L을 출력하는 단계; (c)상기 신호 SIG_H와 상기 신호 SIG_L을 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_OUT를 출력하는 단계; 및 (d)상기 신호 SIG_OUT를 기반으로 이를 카운팅 또는 계수하고 그 계수한 값을 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (b) 단계는 (b-1)상기 신호 SIG_C와 상기 제1 임계치 V_{th_H}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_H를 출력하는 단계; 및 (b-2)상기 신호 SIG_C와 상기 제2 임계치 V_{th_L}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_L을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 (b-1) 단계는 상기 신호 SIG_C가 상기 제1 임계치 V_{th_H}보다 높으면 하이 이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_H를 출력하고, 상기 (b-2)단계는 상기 신호 SIG_C가 상기 제2 임계치 V_{th_L}보다 높으면 하이이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_L를 출력할 수 있다.

바람직하게, 상기 (c) 단계는 상기 신호 SIG_L이 하이이고 신호 SIG_H가 로우이면 하이인 신호 SIG_OUT를 출력할 수 있다.

필요에 따라, 상기 (c) 단계는 상기 제2 임계치 V_{th_L} 또는 상기 신호 SIG_L에 의해서만 상기 신호 SIG_OUT를 출력할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 파일-업 보정 방법을 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 정확한 광자 에너지 데이터 또는 광자 계수를 독출하기 위하여, 2개의 판별기를 구비하고 각 판별기에서 CSA로부터 입력된 신호를 서로 다른 임계치로 비교하고 그 비교한 결과를 기반으로 WDL에서 두 임계치에 의해 발생되는 신호 즉, 에너지 선택을 위한 서로 다른 두 개의 임계치 사이에 존재하는 신호, 혹은 임의의 임계치 이상 또는 이하에 존재하는 신호를 선택적으로 계수하기 위한 출력신호를 발생시키고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 X-선 이미지 센서의 구조를 나타 내는 예시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 X-선 이미지 센서는 X-선 검출기(detector)(110), 광자 계수형 독출 칩(photon counting readout chip)(이하, 독출 칩이라 한다)(120), 및 범프 본딩 패드(bump bonding pad)(130) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 범프 본딩 패드(130) 없이 X-선 검출기(110)를 독출 칩(120)에 직접 연결시킬 수도 있다.

이의 동작 원리를 간략히 설명하면, X-선의 조사에 따라 X-선 검출기(110)는 X-선 광자(photon)(이하 광자라 한다)를 입력받게 되고 그 광자의 에너지에 상응하는 EHP(Electron Hole Pair)를 발생시키게 된다. 이렇게 발생된 EHP 중 전자(electron) 또는 홀(hole)이 범프 본딩 패드(130)를 통해 독출 칩(120)으로 입력되게 된다.

독출 칩(120)은 범프 본딩 패드(130)를 통해 입력된 전자 또는 홀을 축적하여 축적된 전하의 크기를 기반으로 비교, 계수하여 디지털 코드(digital code)를 출력함으로써, 각종 디스플레이 장치를 통해 디지털 코드에 상응하는 이미지를 디스플레이하게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 독출 칩(120)을 위한 싱글 픽셀의 구성을 나타내는 예시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 독출 칩(120)을 위한 싱글 픽셀은 CSA(Charge Sensitive Amplifier)(210), 판별기(discriminator)(220), WDL(Window decision Logic)(230), 및 카운터(counter)(240) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 싱글 픽셀은 의료영상 분야 이외에도 생명공학, 우주항공, 반도체, PCB, 자동차 등 산업용 등으로도 폭넓게 이용될 수 있다.

먼저, X-선 검출기에서 광자에 의해 발생된 EHP 또는 전하를 범프 본딩 패드를 통해 독출 칩으로 인가하거나 독출 칩 내에서 임의의 신호 V_test를 인가하게 된다.

CSA(210)는 X-선 검출기로부터 범프 본딩 패드를 통해 전하를 입력 받으면 입력된 전하를 축적(charging)할 수 있다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CSA(210)의 동작원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 CSA(210)는 전치 증폭기 또는 프리앰프(preamplifier)의 하나로, 범프 본딩 패드를 통해 전하를 입력 받으면 입력된 전하를 축적(charging)하고 이에 상응하는 신호 SIG_C를 출력하게 된다.

예컨대, CSA(210)는 하나의 광자로부터 발생된 EHP를 축적하는 곳으로 환경에 따라 바이어스(bias) 전압을 선택할 수 있다.

판별기(discriminator)(220)는 입력된 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}를 비교하여 원하는 윈도우 에너지(window energy)를 얻을 수 있다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 판별기(220)의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 판별기(220)는 제1 판별기(221)와 제2 판별기(222)로 구분할 수 있는데, 예컨대, 제1 판별기(221)는 입력된 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_H를 출력하고, 제2 판별기(222)는 입력된 신호 SIG_C와 제2 임계치 V_{th_L}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_L을 출력하게 된다. 즉, 제1 임계치 V_{th_H}또는 제2 임계치 V_{th_L}보다 큰 부분은 하이(high)이고 낮은 부분은 로우(low)가 되는 것을 알 수 있다.

WDL(230)은 제1 판별기(221)와 제2 판별기(222)로부터 각각 신호 SIG_H와 신호 SIG_L을 입력받아 입력된 신호 SIG_H와 SIG_L을 비교할 수 있다. 이를 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 WDL(230)의 동작원리를 설명하기 위한 제1 예시도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 WDL(230)은 신호 SIG_H와 SIG_L을 비교하여 그 비교한 결과 신호 SIG_L이 high 이고 신호 SIG_H가 low 이면 신호 SIG_out는 high 가 된다. 다만, 지연 시간으로 인해 다음 주기에 나타나고 있다.

이때, WDL(230)은 다음의 [표 1]에 따라 출력 신호 SIG_out를 발생시키게 된다.

[표 1]

SIG_H	1	0	1
SIG_L	1	1	0
SIG_out	0	1	0

결국, WDL(230)은 신호 SIG_L이 high 이고 신호 SIG_H가 low 인 경우 즉, 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}사이에 존재하는 신호를 판별하여 그 판별한 결과에 따라 그 값으로 1을 나타내는 high 인 신호 SIG_out를 출력하게 된다.

물론, 본 발명은 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}사이에 존재하는 신호만을 판별하는데, 예컨대, 투과하는 물체의 밀도에 따라 신호의 세기가 달라지기 때문에 영상화하는 목적에 따른 범위 내의 신호만을 계수할 수 있다.

또한, WDL(230)은 제2 임계치 V_{th_L} 또는 신호 SIG_L에 의해서만 신호 SIG_OUT를 출력할 수 있다.

제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}사이에 존재하는 신호만을 판별하는 경우, 본 발명에 따른 WDL(230)은 제1 및 제2 판별기에서 CSA로부터 입력된 신호를 서로 다른 임계치로 비교하고 그 비교한 결과를 기반으로 출력 신호를 발생시킴으 로써, 의도하지 않은 연속적인 광자 신호와 잡음에 의한 파일-업 발생의 문제를 해결하고 있는데, 이러한 동작원리를 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 WDL(230)의 동작원리를 설명하기 위한 제2 예시도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 먼저 파일-업은 이전의 입력 신호의 정형을 마치기 전에 새로운 입력 신호가 발생하는 경우로서, 이러한 경우에 WDL(230)은 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}내에 있는 처음 신호만을 카운팅하고자 하는 것이다.

예컨대, 입력 신호의 A 부분에 파일-업이 발생하더라도 SIG_out는 low 가 되어 의도하지 않은 연속적인 광자 신호를 카운팅하지 않게 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 WDL(230)의 동작원리를 설명하기 위한 제3 예시도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 노이즈가 발생하여 입력 신호가 변화되는 경우로서, 이러한 경우에 WDL(230)은 제1 임계치 V_{th_H} 근처에서 변화되더라도 여러 번 반복하여 카운팅하지 않고 처음 신호만을 한번 카운팅하고자 하는 것이다.

이후, 카운터(240)는 WDL(230)로부터 신호 SIG_out를 입력받아 이를 카운팅 또는 계수할 수 있다. 특히, 카운터(240)는 구성이 간단하고 레이아웃 면적이 작아 피드백 경로가 짧은 로직 딜레이에 의하여 고속 카운팅이 가능한 LFSR(Linear Feedback Shift Register) 카운터를 사용하는 것이 바람직하다.

예컨대, 카운터(240)는 13개의 DFF(D Flip-Flop)과 2-to-1 MUX와 카운터 제어부로 구성된 13 bit LFSR과, 1개의 DFF와 낸드 게이트로 구성된 제어 블록으로 구성될 수 있다.

그래서 카운터(240)는 Shutter 신호와 Mode_sel 신호가 high 이면, 2¹³-1(즉, 8191)까지의 카운팅 범위를 가지는 가상-랜덤 카운터(pseudo-random counter)로 동작하고, Shutter 신호와 Mode_sel 신호가 low이면, 싱글 픽셀 간의 데이터를 전달(shift)하여 카운터 값의 데이터를 독출(readout)는 쉬프트 레지스터(shift register)로 동작할 수 있다.

특히, low인 경우에, 카운터는 외부에서 들어오는 클럭 clk_ext를 받아들여, 받아들인 클럭 clk_ext에 의해 한 클럭당 하나의 데이터를 밀어낼 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 싱글 픽섹을 어레이 형태로 사용하게 되면, pre pixel 핀을 통해 이전 픽셀의 데이터를 받아서 카운터 특히, 쉬프트 레지스터에 저장하고, next pixel 핀을 통해서 데이터를 다음 픽셀로 전달하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 2개의 판별기를 구비하여 각 판별기에서 CSA로부터 입력된 신호를 서로 다른 임계치로 비교하여 그 비교한 결과를 기반으로 WDL에서 두 임계치에 의해 발생되는 신호를 카운팅하기 위한 출력 신호를 발생시킴으로써, 보다 정량화된 X-선 광자의 영상정보 또는 입사된 X-선 광자의 수를 측정하고 의도하 지 않은 연속적인 광자 신호와 잡음에 의한 파일-업 발생의 문제를 해결할 수 있다.

본 발명에 의한, 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩 및 이를 위한 보정 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 X-선 이미지 센서의 구조를 나타내는 예시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 독출 칩(120)을 위한 싱글 픽셀의 구성을 나타내는 예시도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CSA(210)의 동작원리를 설명하기 위한 예시도이고,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 판별기(220)의 동작 원리를 설명하기 위한 예시도이고,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 WDL(230)의 동작원리를 설명하기 위한 제1 예시도이고,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 WDL(230)의 동작원리를 설명하기 위한 제2 예시도이고,

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110: X-선 검출기

120: 독출 칩

130: 범프 본딩 패드

210: CSA

220: 판별기

221: 제1 판별기

222: 제2 판별기

230: WDL

240: 카운터

Claims

X-선 검출기로부터 입력된 전자 또는 홀을 축적(charging)하고 이에 상응하는 신호 SIG_C를 출력하는 CSA(Charge Sensitive Amplifier);

상기 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}를 각각 비교하여 신호 SIG_H와 신호 SIG_L을 출력하는 판별기;

상기 신호 SIG_H와 상기 신호 SIG_L을 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_TOUT를 출력하는 WDL(Window Decision Logic); 및

상기 신호 SIG_OUT를 기반으로 이를 카운팅 또는 계수하고 그 계수한 값을 전달하는 카운터

를 포함하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
제1 항에 있어서,

상기 판별기는,

상기 신호 SIG_C와 상기 제1 임계치 V_{th_H}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_H를 출력하는 제1 판별기; 및

상기 신호 SIG_C와 상기 제2 임계치 V_{th_L}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_L을 출력하는 제2 판별기를 포함하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
제2 항에 있어서,

상기 제1 판별기는 상기 신호 SIG_C가 상기 제1 임계치 V_{th_H}보다 높으면 하이이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_H를 출력하고,

상기 제2 판별기는 상기 신호 SIG_C가 상기 제2 임계치 V_{th_L}보다 높으면 하이이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_L를 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
제1 항에 있어서,

상기 WDL은,

상기 신호 SIG_L이 하이이고 신호 SIG_H가 로우이면 하이인 신호 SIG_OUT를 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
제1 항에 있어서,

상기 WDL은,

상기 제2 임계치 V_{th_L} 또는 상기 신호 SIG_L에 의해서만 상기 신호 SIG_OUT를 출 력하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
제1 항에 있어서,

상기 카운터는,

상기 신호 SIG_OUT를 계수하는 가상-랜덤 카운터(pseudo-random counter)로 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
제1 항에 있어서,

상기 카운터는,

픽셀에 저장된 계수값을 전달하는 쉬프트 레지스터(shift register)로 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩.
(a)X-선 검출기로부터 입력된 전자 또는 홀을 축적(charging)하고 이에 상응하는 신호 SIG_C를 출력하는 단계;

(b)상기 신호 SIG_C와 제1 임계치 V_{th_H}와 제2 임계치 V_{th_L}를 각각 비교하여 신호 SIG_H와 신호 SIG_L을 출력하는 단계;

(c)상기 신호 SIG_H와 상기 신호 SIG_L을 비교하여 그 비교한 결과에 따라 신호 SIG_TOUT를 출력하는 단계; 및

(d)상기 신호 SIG_OUT를 기반으로 이를 카운팅 또는 계수하고 그 계수한 값을 전달하는 단계

를 포함하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩의 파일-업 보정 방법.
제8 항에 있어서,

상기 (b) 단계는,

(b-1)상기 신호 SIG_C와 상기 제1 임계치 V_{th_H}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_H를 출력하는 단계; 및

(b-2)상기 신호 SIG_C와 상기 제2 임계치 V_{th_L}를 비교하여 그 비교한 결과에 따라 상기 신호 SIG_L을 출력하는 단계

를 포함하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩의 파일-업 보정 방법.
제9 항에 있어서,

상기 (b-1) 단계는 상기 신호 SIG_C가 상기 제1 임계치 V_{th_H}보다 높으면 하이이고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_H를 출력하고,

상기 (b-2)단계는 상기 신호 SIG_C가 상기 제2 임계치 V_{th_L}보다 높으면 하이이 고 낮으면 로우인 상기 신호 SIG_L를 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩의 파일-업 보정 방법.
제8 항에 있어서,

상기 (c) 단계는,

상기 신호 SIG_L이 하이이고 신호 SIG_H가 로우이면 하이인 신호 SIG_OUT를 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩의 파일-업 보정 방법.
제8 항에 있어서,

상기 (c) 단계는,

상기 제2 임계치 V_{th_L} 또는 상기 신호 SIG_L에 의해서만 상기 신호 SIG_OUT를 출력하는 것을 특징으로 하는 에너지 선택적 X-선 단일 광자 계수형 독출 칩의 파일-업 보정 방법.