KR101310743B1 - 다층 구조의 엑스선 이미지 센서 및 엑스선 이미지 촬영 시스템 - Google Patents
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Abstract
다층 구조의 엑스선 이미지 센서 및 이를 이용한 엑스선 이미지 촬영 시스템이 제공된다. 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 따르면, 제 1 엑스선 감지층 및 상기 제 1 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 1 화소 전극을 포함하는 제 1 엑스선 센서부가 제공된다. 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 1 엑스선 센서부 상에 적층되고, 제 2 엑스선 감지층 및 상기 제 2 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 2 화소 전극을 포함한다. 적어도 하나의 제 1 스토리지 커패시터는 상기 적어도 하나의 제 1 화소 전극에 전기적으로 연결된다. 적어도 하나의 제 2 스토리지 커패시터는 상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극에 전기적으로 연결된다.
Description
본 발명은 이미지 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 직접 라디오그래피 방식의 엑스선 이미지 센서 및 이를 이용한 엑스선 이미지 촬영 시스템에 관한 것이다.
종래의 엑스선 감지 필름을 이용한 엑스선 진단 방식은 소정의 필름 인화시간을 필요로 하여, 즉각적인 진단이 어려웠다. 근래에 반도체 기술의 발달과 더불어, 즉각적인 진단이 가능한 디지털 엑스선 이미지 센서가 개발되었다. 이러한 엑센 이미지 센서는 고에너지의 엑스선을 반도체 물질 내에 주입하여 이로부터 발생된 전하의 양을 측정하여 엑스선 강도를 측정하는 직접 방식과, 엑스선이 입사되면 가시광선으로 변환할 수 있는 형광물질을 이용하여 엑스선이 입사될 때 발생된 가시광선의 세기를 포토다이오드 또는 포토컨덕터를 이용하여 측정하는 방식으로 나뉠 수 있다.
직접 방식의 엑스선 이미지 센서에 있어서, 단일 엑스선 에너지가 사용되는 경우 전하 축적 방식을 이용한 엑스선 측정 기술은 우수한 성능을 나타내나, 다파장 엑스선이 사용되는 경우 각 파장별 엑스선 투과 정도를 구분하기는 거의 불가능하다. 이에 따라, 종래에는 단일 파장을 갖는 엑스선을 여러 번 노출하여 여러 번에 걸쳐서 다중 에너지 대역의 이미지를 얻는 방식을 이용하고 있어서 여러 번 촬영에 따른 시간 소요가 많다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 다파장 엑스선을 이용하여 각 에너지별 이미지를 한 번에 얻을 수 있는 엑스선 이미지 센서 및 이를 이용한 엑스선 이미지 촬영 시스템을 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따른 다층 구조의 엑스선 이미지 센서가 제공된다. 제 1 엑스선 감지층 및 상기 제 1 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 1 화소 전극을 포함하는 제 1 엑스선 센서부가 제공된다. 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 1 엑스선 센서부 상에 적층되고, 제 2 엑스선 감지층 및 상기 제 2 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 2 화소 전극을 포함한다. 적어도 하나의 제 1 스토리지 커패시터는 상기 적어도 하나의 제 1 화소 전극에 전기적으로 연결된다. 적어도 하나의 제 2 스토리지 커패시터는 상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극에 전기적으로 연결된다.
상기 엑스선 이미지 센서에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 화소 전극 및 상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극은 서로 수직으로 정렬될 수 있다.
상기 엑스선 이미지 센서에 있어서, 상기 제 1 엑스선 센서부 및 상기 제 2 엑스선 센서부 사이에 개재된 중간 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 엑스선 이미지 센서에 있어서, 상기 제 1 엑스선 센서부는 상기 제 1 엑스선 감지층의 타면 상의 제 1 구동 전극을 더 포함하고, 상기 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 2 엑스선 감지층의 타면 상의 제 2 구동 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 엑스선 이미지 센서는, 상기 제 1 구동 전극 및 상기 제 2 구동 전극에 전기적으로 연결된 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 엑스선 이미지 센서에 있어서, 상기 제 1 엑스선 센서부 및 상기 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 1 구동 전극이 상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극을 바라보도록 서로 적층될 수 있다.
상기 엑스선 이미지 센서는, 상기 적어도 하나의 제 1 스토리지 커패시터에 연결된 적어도 하나의 제 1 트랜스퍼 트랜지스터; 및 상기 적어도 하나의 제 2 스토리지 커패시터에 연결된 적어도 하나의 제 2 트랜스터 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 엑스선 이미지 센서는, 상기 제 2 엑스선 센서부 상에 적층되고, 제 3 엑스선 감지층 및 상기 제 3 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 3 화소 전극을 포함하는 제 3 엑스선 센서부; 및 상기 적어도 하나의 제 3 화소 전극에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제 3 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 엑스선 이미지 센서가 제공된다. 복수의 엑스선 센서부들은 엑스선 감지층, 상기 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 화소 전극, 및 상기 엑스선 감지층의 타면 상의 구동 전극을 각각 포함하고, 서로 적층된다. 복수의 스토리지 커패시터들은 상기 복수의 엑스선 센서부들의 각 화소 전극에 각각 전기적으로 연결된다. 전원 공급부는 상기 복수의 엑스선 센서부들의 구동 전극들에 연결된다.
상기 엑스선 이미지 센서는, 상기 복수의 스토리지 커패시터들에 각각 연결된 복수의 트랜스퍼 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 엑스선 이미지 촬영 시스템이 제공된다. 전술한 다층 구조의 엑스선 이미지 센서를 포함하고, 멀티-에너지의 엑스선을 수신하여 전기적인 신호를 출력하는 센서부가 제공된다. 제어부는 상기 엑스선 이미지 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 제어하도록 제공된다. 영상 처리부는 상기 엑스선 이미지 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 영상 신호로 변환하도록 상기 제어부에 연결된다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서에 따르면, 다파장 엑스선을 한 번에 조사하여 에너지 영역별로 투과되는 이미지를 얻을 수 있어서 피사체에 대한 다양한 정보를 짧은 시간 내에 얻을 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서는 인체와 같은 피사체의 간단한 진단뿐만 아니라 정밀 진단에도 이용될 수 있다. 이러한 효과는 예시적으로 기재되었고, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 3은 도 2의 엑스선 이미지 센서를 이용한 전하 축적 방식을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 촬영 시스템을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 3은 도 2의 엑스선 이미지 센서를 이용한 전하 축적 방식을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 촬영 시스템을 보여주는 개략적인 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 엑스선 이미지 센서는 서로 적층된 제 1 엑스선 센서부(110) 및 제 2 엑스선 센서부(120)를 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 엑스선 센서부(110)가 하부에 제공되고, 제 2 엑스선 센서부(120)는 제 1 엑스선 센서부(110) 상에 정렬되어 적층될 수 있다. 제 1 및 제 2 엑스선 센서부들(110, 120)은 엑스선이 입사될 때, 그 내부에서 전자(e)-정공(h) 쌍들을 발생시킬 수 있다. 이와 같이 발생된 전자-정공 쌍은 제 1 및 제 2 엑스선 센서부들(110, 120) 내에 전계를 인가함으로써 분리되어 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다.
제 1 엑스선 센서부(110)는 제 1 엑스선 감지층(113)을 포함하고, 제 2 엑스선 센서부(120)는 제 1 엑스선 감지층(113) 상에 적층된 제 2 엑스선 감지층(123)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)은 엑스선에 감응하여 전자와 정공의 쌍들을 발생시킬 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)은 비정질 셀레니움(a-Se), CdTe, PbI2, HgI2, CdZnTe 및 CdSe으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상부의 제 2 엑스선 감지층(123)은 저에너지의 엑스선(51)을 감지하여 전자-정공 쌍을 발생시키고, 하부의 제 1 엑스선 감지층(113)은 상부의 제 2 엑스선 감지층(123)을 통과하여 전달된 고에너지의 엑스선(52)을 감지하여 전자-정공 쌍을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)에서 발생된 전하를 분리하여 저에너지의 엑스선(51)과 고에너지의 엑스선(52)으로부터 전달된 신호를 모두 처리할 수 있게 된다. 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)은 에너지 영역별로 분리되어 동작 가능하므로, 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)의 두께는 통상적인 경우에 비해서 약 절반으로 줄일 수 있다.
나아가, 제 1 엑스선 센서부(110)는 제 1 엑스선 감지층(113)의 일면 상에 제 1 화소 전극들(pixel electrodes, 115)을 포함하고, 제 2 엑스선 센서부(120)는 제 2 엑스선 감지층(123)의 일면 상에 제 2 화소 전극들(125)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 화소 전극들(115, 125)은 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123) 내에서 발생된 전하를 화소 단위로 모으는 기능을 할 수 있다. 제 1 및 제 2 화소 전극들(115, 125)의 수는 이미지 해상도에 따라서 적절하게 선택될 수 있다.
제 1 및 제 2 화소 전극들(115, 125)은 동일한 화소에 대응하기 위해서 수직으로 서로 정렬될 수 있다. 이러한 정렬은 수학적인 의미에서 정확한 정렬이라기 보다는 서로 대체로 중첩되는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 구조는 후술하는 바와 같이, 다양한 에너지 레벨의 엑스선에 대한 정보를 감지하는 데 유용할 수 있다. 예컨대, 서로 정렬된 하나의 제 1 화소(115) 및 제 2 화소(125)는 피사체의 대응되는 화소에 대한 다양한 정보를 갖는 투과 이미지를 제공할 수 있다.
부가적으로, 제 1 엑스선 센서부(110)는 제 1 엑스선 감지층(113)의 타면 상에 제 1 구동 전극(117)을 더 포함하고, 제 2 엑스선 센서부(120)는 제 2 엑스선 감지층(123)의 타면 상에 제 2 구동 전극(127)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 구동 전극(117)은 제 1 화소 전극들(115)의 반대편에 배치되고, 제 2 구동 전극(127)은 제 2 화소 전극들(125)의 반대편에 배치될 수 있다. 예컨대, 제 1 엑스선 센서부(110) 및 제 2 엑스선 센서부(120)는 제 2 화소 전극들(125)이 제 1 구동 전극(117)을 바라보도록 서로 수직으로 적층될 수 있다. 이 경우, 제 2 화소 전극들(125)과 제 1 구동 전극(117)을 전기적으로 절연시키기 위한 중간 절연층(142)이 제 1 및 제 2 엑스선 센서부들(110, 120) 사이에 개재될 수 있다.
제 1 및 제 2 구동 전극들(117, 127)은 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123) 내에 전계를 유도하기 위해 전원이 연결되는 전극으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(140)가 제 1 및 제 2 구동 전극들(117, 127)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 제 1 및 제 2 엑스선 센서부들(110, 120)에 각각 전원이 공급되므로, 전원 공급부(140)에서 발생되는 전압은 통상적인 경우에 비해서 1/2로 줄일 수 있다. 예를 들어, 통상적인 경우 약 1kV의 전압이 필요한 경우, 이 실시예에 따른 전원 공급부(140)에는 약 0.5 kV 정도의 전압으로 충분할 수 있다.
제 1 스토리지 커패시터들(C1)은 제 1 화소 전극들(115)에 전기적으로 각각 연결되고, 제 2 스토리지 커패시터들(C2)은 제 2 화소 전극들(125)에 전기적으로 각각 연결될 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 스토리지 커패시터들(C1, C2)의 수는 이미지의 화소 수에 따라서 적절하게 조절될 수 있고, 도 1에는 도시의 간략화를 위해서 예시적으로 도시되었다. 제 1 스토리지 커패시터들(C1)은 제 1 엑스선 감지층(113) 내에서 발생된 전하를 제 1 화소 전극들(115)을 통해서 축적할 수 있고, 제 2 스토리지 커패시터들(C2)은 제 2 엑스선 감지층(123) 내에서 발생된 전하를 제 2 화소 전극들(125)을 통해서 축적할 수 있다.
제 1 트랜스퍼 트랜지스터들(T1)은 제 1 스토리지 커패시터들(C1)에 전기적으로 연결되어, 제 1 스토리지 커패시터들(C1)에 축적된 전하를 영상 처리부로 전송하는 스위치 역할을 할 수 있다. 제 2 트랜스퍼 트랜지스터들(T2)은 제 2 스토리지 커패시터들(C2)에 전기적으로 연결되어, 제 2 스토리지 커패시터들(C2)에 축적된 전하를 영상 처리부로 전송하는 스위치 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 스토리지 커패시터들(C1, C2)에 축적된 전하, 즉 전기적인 신호를 일괄적으로 영상 처리부로 전송하기 위해서, 제 1 및 제 2 트랜스퍼 트랜지스터들(T1, T2)의 게이트는 서로 연결되어 공통 명령(Tx)에 따라서 동작될 수 있다.
전술한 구조에 의하면, 상부의 제 2 엑스선 감지층(123)은 저에너지의 엑스선(51) 및 고에너지의 엑스선(52)을 모두 감지하여 전자-정공 쌍을 발생시키고, 하부의 제 1 엑스선 감지층(113)은 상부의 제 2 엑스선 감지층(123)을 통과하여 전달된 고에너지의 엑스선(52)을 감지하여 전자-정공 쌍을 발생시킬 수 있다. 제 1 엑스선 감지층(113)에서 발생된 전하는 제 1 스토리지 커패시터(C1)에 축적되고, 제 2 엑스선 감지층(123)에서 발생된 저하는 제 2 스토리지 커패시터(C2)에 분리되어 축적될 수 있다.
제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)은 에너지 영역별로 분리되어 동작 가능하므로, 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)의 두께는 통상적인 경우에 비해서 약 절반으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123) 내에서 발생된 전하의 가속 거리를 짧게 할 수 있고, 그 결과 전압 공급부(140)의 발생 전압을 낮추어 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123) 내 전계를 낮출 수 있다.
따라서, 아발란치 효과(avalanche effect)에 의한 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)의 가열 및 재결정화를 방지할 수 있다. 이러한 재결정화는 누설 전류를 발생시킬 수 있어서 통상적인 경우 저온 냉각이 필요하지만, 이 실시예의 경우 전술한 바와 같이 재결정화가 방지되어 이러한 저온 냉각을 생략할 수도 있다. 이에 따라, 저온 냉각 없이도 비정질 셀레니움(a-Se)을 제 1 및 제 2 엑스선 감지층들(113, 123)로 사용할 수 있게 된다.
이 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 이용하게 되면, 적어도 두 파장 엑스선을 한 번에 조사하여 에너지 영역별로 투과되는 이미지를 얻을 수 있어서 피사체에 대한 다양한 정보를 짧은 시간 내에 얻을 수 있게 된다. 이에 따라, 이 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서는 인체와 같은 피사체의 간단한 진단뿐만 아니라 정밀 진단에도 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서를 보여주는 개략적인 도면이다. 이 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서는 도 1의 엑스선 이미지 센서에 일부 구성을 더 부가한 것이고 따라서 두 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 제 1 엑스선 센서부(110) 상에 제 2 엑스선 센서부(120)가 적층되고, 제 2 엑스선 센서부(120) 상에 제 3 엑스선 센서부(130)가 적층될 수 있다. 제 2 엑스선 센서부(120) 및 제 3 엑스선 센서부(130) 사이에는 제 2 중간 절연층(144)이 개재될 수 있다. 제 3 엑스선 센서부(130)는 제 3 엑스선 감지층(133), 제 3 엑스선 감지층(133)의 일면 상의 제 3 화소 전극들(135), 및 제 3 엑스선 감지층(133)의 타면 상의 제 3 구동 전극(137)을 포함할 수 있다. 전원 공급부(140)는 제 1 내지 제 3 구동 전극들(117, 127, 137)에 공통으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 제 2 엑스선 센서부(120) 및 제 3 엑스선 센서부(130)는 제 2 구동 전극(127)이 제 3 화소 전극들(135)을 바로 보도록 적층될 수 있다. 나아가, 제 1 내지 제 3 화소 전극들(115, 125, 135)은 동일한 화소에 대응하기 위해서 수직으로 서로 정렬될 수 있다. 예컨대, 서로 정렬된 제 1 내지 제 3 화소들(115, 125, 135)은 피사체의 대응되는 화소들에 대한 다양한 정보를 갖는 투과 이미지를 제공할 수 있다.
제 1 스토리지 커패시터들(T1)은 제 1 화소 전극들(115)에 각각 전기적으로 연결되고, 제 2 스토리지 커패시터들(T2)은 제 2 화소 전극들(125)에 각각 전기적으로 연결되고, 제 3 스토리지 커패시터들(T3)은 제 3 화소 전극들(135)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 스토리지 커패시터들(C1)은 제 1 엑스선 감지층(113) 내에서 발생된 전하를 제 1 화소 전극들(115)을 통해서 축적할 수 있고, 제 2 스토리지 커패시터들(C2)은 제 2 엑스선 감지층(123) 내에서 발생된 전하를 제 2 화소 전극들(125)을 통해서 축적할 수 있고, 제 3 스토리지 커패시터들(C3)은 제 3 엑스선 감지층(133) 내에서 발생된 전하를 제 3 화소 전극들(135)을 통해서 축적할 수 있다.
제 1 트랜스퍼 트랜지스터들(T1)은 제 1 스토리지 커패시터들(C1)에 전기적으로 연결되고, 제 2 트랜스퍼 트랜지스터들(T2)은 제 2 스토리지 커패시터들(C2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 3 트랜스퍼 트랜지스터들(T3)은 제 3 스토리지 커패시터들(C3)에 전기적으로 연결되어, 제 3 스토리지 커패시터들(C3)에 축적된 전하를 영상 처리부로 전송하는 스위치 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제 1 내지 제 3 스토리지 커패시터들(C1, C2, C3)에 축적된 전하, 즉 전기적인 신호를 일괄적으로 영상 처리부로 전송하기 위해서, 제 1 내지 제 3 트랜스퍼 트랜지스터들(T1, T2, T3)의 게이트는 서로 연결되어 공통 명령(Tx)에 따라서 동작될 수 있다.
전술한 구조에 의하면, 최상부의 제 3 엑스선 감지층(133)은 다양한 에너지의 엑스선들(51, 52, 53)을 모두 감지하여 전자-정공 쌍을 발생시키고, 중간의 제 2 엑스선 감지층(123)은 중에너지 및 고에너지의 엑스선들(52, 53)을 감지하여 전자-전공 쌍을 발생시키고, 하부의 제 1 엑스선 감지층(113)은 제 2 및 제 3 엑스선 감지층들(123, 133)을 통과하여 전달된 고에너지의 엑스선(53)을 감지하여 전자-정공 쌍을 발생시킬 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 3 엑스선 감지층(133) 내에서 발생된 전하(Q3)는 제 3 스토리지 커패시터(C3)에 저장되고, 제 2 엑스선 감지층(123) 내에서 발생된 전하(Q2)는 제 2 스토리지 커패시터(C2)에 저장되고, 제 1 엑스선 감지층(113) 내에서 발생된 전하(Q1)는 제 1 스토리지 커패시터(C1)에 저장될 수 있다.
제 1 내지 제 3 엑스선 감지층들(113, 123, 133)은 에너지 영역별로 분리되어 동작 가능하므로, 제 1 내지 제 3 엑스선 감지층들(113, 123, 133)의 두께는 통상적인 경우에 비해서 약 1/3로 줄일 수 있다. 이에 따라, 제 1 내지 제 3 엑스선 감지층들(113, 123, 133) 내에서 발생된 전하의 가속 거리를 짧게 할 수 있고, 그 결과 전압 공급부(140)의 발생 전압을 통상보다 약 1/3로 낮추어 제 1 내지 제 3 엑스선 감지층들(113, 123, 133) 내 전계를 낮출 수 있다.
이와 같은 엑스선 이미지 센서를 이용하게 되면, 다파장 엑스선을 한 번에 조사하여 에너지 영역별로 투과되는 이미지를 얻을 수 있어서 피사체에 대한 다양한 정보를 짧은 시간 내에 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엑스선 이미지 센서는 서로 적층된 4개 이상의 복수의 엑스선 센서부들을 포함할 수도 있다. 이러한 엑스선 이미지 센서의 구조는 도 2의 구조에서 제 3 엑스선 센서부 상에 부가적인 엑스선 센서부들(미도시)을 더 적층함으로써 얻어질 수 있다. 복수의 스토리지 커패시터들은 복수의 엑스선 센서부들의 화소 전극들에 전기적으로 연결될 수 있다. n층의 엑스선 센서부들이 적층된 경우, 전원 공급부의 전압은 통상적인 경우에 비해서 약 1/n으로 낮출 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 촬영 시스템을 보여주는 개략적인 블록도이다.
도 4를 참조하면, 센서부(210)는 전술한 다층 구조의 엑스선 이미지 센서들 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 멀티-에너지의 엑스선을 수신하여 전기적인 신호를 출력할 수 있다. 제어부(230)는 엑스선 이미지 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 제어하도록 센서부(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 선택적으로, 센서부(210)의 신호를 증폭하도록 증폭기(220)가 센서부(210)와 제어부(230) 사이에 부가될 수도 있다. 나아가, 증폭기(220)와 제어부(230) 사이에 아날로그-디지털 변환부(미도시)가 더 부가될 수도 있다.
영상 처리부(240)는 엑스선 이미지 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 영상 신호로 변환하도록 제어부(230)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 영상 처리부(240)는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor) 또는 이미지 신호 처리기(Image Signal Processor; ISP)를 포함할 수 있다. 영상 처리부(240)에서 처리된 이미지 신호는 부가적인 디스플레이 장치에 표시될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110, 120, 130: 엑스선 이미지 센서
113, 123, 133: 엑스선 감지층 115, 125, 135: 화소 전극
117, 127, 137: 구동 전극 142, 144: 중간 절연층
140: 전원 공급부 210: 센서부
220: 증폭기 230: 제어부
240: 영상 처리부
113, 123, 133: 엑스선 감지층 115, 125, 135: 화소 전극
117, 127, 137: 구동 전극 142, 144: 중간 절연층
140: 전원 공급부 210: 센서부
220: 증폭기 230: 제어부
240: 영상 처리부
Claims (12)
- 제 1 엑스선 감지층 및 상기 제 1 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 1 화소 전극을 포함하는 제 1 엑스선 센서부;
상기 제 1 엑스선 센서부 상에 적층되고, 제 2 엑스선 감지층 및 상기 제 2 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 2 화소 전극을 포함하는 제 2 엑스선 센서부;
상기 적어도 하나의 제 1 화소 전극에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제 1 스토리지 커패시터; 및
상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제 2 스토리지 커패시터를 포함하고,
상기 제 1 엑스선 센서부는 상기 제 1 엑스선 감지층의 타면 상의 제 1 구동 전극을 더 포함하고,
상기 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 2 엑스선 감지층의 타면 상의 제 2 구동 전극을 더 포함하는, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 화소 전극 및 상기 적어도 하나의 제 2 화소 전극은 상기 제 1 엑스선 감지층 및 상기 제 2 엑스선 감지층에 수직한 방향으로 정렬된, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 엑스선 센서부 및 상기 제 2 엑스선 센서부 사이에 개재된 중간 절연층을 더 포함하는, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동 전극 및 상기 제 2 구동 전극에 전기적으로 연결된 전원 공급부를 포함하는, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 엑스선 센서부 및 상기 제 2 엑스선 센서부는 상기 제 2 엑스선 감지층의 일면이 상기 제 1 엑스선 감지층의 타면 상에 배치되도록 서로 적층된, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 스토리지 커패시터에 연결된 적어도 하나의 제 1 트랜스퍼 트랜지스터; 및
상기 적어도 하나의 제 2 스토리지 커패시터에 연결된 적어도 하나의 제 2 트랜스터 트랜지스터를 더 포함하는, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서. - 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 엑스선 감지층 및 상기 제 2 엑스선 감지층은 비정질 셀레니움(a-Se), CdTe, PbI2, HgI2, CdZnTe 및 CdSe으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 엑스선 센서부 상에 적층되고, 제 3 엑스선 감지층 및 상기 제 3 엑스선 감지층의 일면 상의 적어도 하나의 제 3 화소 전극을 포함하는 제 3 엑스선 센서부; 및
상기 적어도 하나의 제 3 화소 전극에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제 3 스토리지 커패시터를 더 포함하는, 다층 구조의 엑스선 이미지 센서. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항 또는 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 다층 구조의 엑스선 이미지 센서를 포함하고, 멀티-에너지의 엑스선을 수신하여 전기적인 신호를 출력하는 센서부;
상기 엑스선 이미지 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 제어하기 위한 제어부; 및
상기 엑스선 이미지 센서로부터 출력된 전기적인 신호를 영상 신호로 변환하도록 상기 제어부에 연결된 영상 처리부를 포함하는, 엑스선 이미지 촬영 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020110112753A KR101310743B1 (ko) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | 다층 구조의 엑스선 이미지 센서 및 엑스선 이미지 촬영 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110112753A KR101310743B1 (ko) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | 다층 구조의 엑스선 이미지 센서 및 엑스선 이미지 촬영 시스템 |
Publications (2)
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| KR20130047925A KR20130047925A (ko) | 2013-05-09 |
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| KR1020110112753A KR101310743B1 (ko) | 2011-11-01 | 2011-11-01 | 다층 구조의 엑스선 이미지 센서 및 엑스선 이미지 촬영 시스템 |
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Citations (4)
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2011
- 2011-11-01 KR KR1020110112753A patent/KR101310743B1/ko not_active IP Right Cessation
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