KR101728054B1 - X-ray DETECTOR ASSEMBLY - Google Patents

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KR101728054B1
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Abstract

본 발명은 방사선 검출기 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리는 방사선 발생 장치로부터 조사되는 방사선을 소정 파장 범위의 빛으로 변환하는 신틸레이터패널과, 신틸레이터패널의 하부에 배치되며 신틸레이터패널에 의해 변환된 소정 파장 범위의 빛의 밝기를 근거로 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시키는 적어도 하나의 아발란치 다이오드와, 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 바이어스 전압을 전달하는 바이어스 전압 공급부와, 적어도 하나의 아발란치 다이오드에 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 아발란치 다이오드로부터 발생된 전압 또는 전류를 전달받아 방사선 검출 영상을 획득하는 픽셀 어레이를 포함한다.The present invention relates to a radiation detector assembly. A radiation detector assembly according to an embodiment of the present invention includes a scintillator panel for converting radiation irradiated from a radiation generator into light in a predetermined wavelength range, a radiation detector disposed at a lower portion of the scintillator panel, At least one avalanche diode which is electrically connected to each of the at least one avalanche diodes and which generates a bias voltage And a pixel array electrically connected to the at least one Avalanche diode and receiving a voltage or current generated from at least one Avalanche diode to acquire a radiation detection image.

Description

방사선 검출기 어셈블리{X-ray DETECTOR ASSEMBLY}X-ray DETECTOR ASSEMBLY < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 방사선 검출기 어셈블리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 신틸레이터패널에 의해 변환된 가시광의 밝기에 따라 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시키는 다이오드가 낮은 바이어스 전압에서도 작동 가능한 아발란치 다이오드로 형성된 방사선 검출기 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation detector assembly. And more particularly to a radiation detector assembly formed of an avalanche diode capable of operating at a low bias voltage, the diode generating a voltage or current of a predetermined magnitude according to the brightness of visible light converted by the scintillator panel.

일반적으로 방사선 검출기는 피사체를 투과한 방사선의 투과량을 검출하여, 피사체의 내부 상태를 디스플레이를 통해 표시하는 장치이다. 최근에는 방사선 검출기가 필름을 사용하지 않는 디지털 방사성 방식을 이용하는 디지털 방사선 방식이 주로 사용되고 있다.Generally, a radiation detector detects the amount of transmitted radiation transmitted through a subject and displays the internal state of the subject through a display. Recently, a digital radiation method using a digital radioactive method in which a radiation detector does not use a film is mainly used.

한편, 방사선 검출기는 피사체를 투과한 방사선을 검출하는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 나누어진다. 직접변환방식의 방사선 검출기는 셀레늄층으로 구현되는 방사선 반응층이 방사선과 반응하여 광전변환을 통해 전자를 발생시키고, 방사선 반응층에 의해 생성된 전자를 통해 피사체의 내부 상태에 대한 이미지를 생성한다.On the other hand, the radiation detector is divided into a direct conversion method and an indirect conversion method according to a method of detecting radiation transmitted through a subject. In the direct conversion type radiation detector, a radiation-responsive layer implemented as a selenium layer reacts with radiation to generate electrons through photoelectric conversion, and generates an image of the internal state of the object through electrons generated by the radiation-responsive layer.

반면, 간접변환방식의 방사선 검출기는 신틸레이터패널이 방사선과 반응하여 방사선을 소정 파장 범위의 빛으로 변환시키고, 포토다이오드가 변환된 빛의 밝기에 따라 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시키며, 포토다이오드에 의해 발생된 전압 또는 전류를 통해 피사체의 내부 상태에 대한 이미지를 생성한다.On the other hand, the radiation detector of the indirect conversion type is configured such that the scintillator panel reacts with radiation to convert radiation into light of a predetermined wavelength range, generates a voltage or a current of a predetermined magnitude according to the brightness of the light converted by the photodiode, And generates an image of the internal state of the subject through the voltage or current generated by the light source.

종래의 간접변환방식의 방사선 검출기에 사용되는 포토다이오드는 실리콘(Si) 소재로 형성될 수 있다. 포토다이오드가 작동하기 위해서는 포토다이오드에 바이어스 전압이 전달되어야 하며, 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드가 작동하기 위해서는 포토다이오드에 20V 내지 40V 사이의 바이어스 전압이 전달되어야 한다. 이때, 포토다이오드에 전달되는 바이어스 전압이 높을수록 포토다이오드에서 발생되는 열 잡음(thermal noise)가 증가되며, 포토다이오드에서 발생되는 열 잡음이 증가되면, 방사선 검출기로부터 생성되는 피사체의 내부 상태에 대한 이미지의 정확도가 낮아질 수 있다.The photodiode used in the conventional indirect conversion type radiation detector may be formed of a silicon (Si) material. In order for the photodiode to operate, a bias voltage should be transmitted to the photodiode. In order for the photodiode formed of a silicon material to operate, a bias voltage of 20V to 40V must be transmitted to the photodiode. At this time, as the bias voltage transmitted to the photodiode increases, thermal noise generated in the photodiode increases, and when thermal noise generated in the photodiode increases, the image of the internal state of the subject generated from the radiation detector Can be reduced.

따라서, 최근에는 간접변환방식의 방사선 검출기로부터 생성되는 피사체 내부 상태에 대한 이미지의 정확도를 향상시키기 위하여 포토다이오드에서 발생되는 열 잡음을 감소시키기 위한 장치 또는 방법들이 요구되고 있다.Accordingly, recently, an apparatus or method for reducing thermal noise generated in a photodiode is required to improve the accuracy of an image of an internal state of an object generated from a radiation detector of an indirect conversion system.

본 발명은 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드가 작동되는 바이어스 전압보다 보다 낮은 바이어스 전압에 작동되어 다이오드가 설치되어 다이오드가 작동되는 동안 발생되는 열 잡음을 감소시킬 수 있는 방사선 검출기 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to provide a radiation detector assembly capable of operating at a bias voltage lower than a bias voltage at which a photodiode made of a silicon material is operated so as to reduce thermal noise generated while a diode is installed and a diode is operated do.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리는 방사선 발생 장치로부터 조사되는 방사선을 소정 파장 범위의 빛으로 변환하는 신틸레이터패널과, 상기 신틸레이터패널의 하부에 배치되며 상기 신틸레이터패널에 의해 변환된 소정 파장 범위의 빛의 밝기를 근거로 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시키는 적어도 하나의 아발란치 다이오드와, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 바이어스 전압을 전달하는 바이어스 전압 공급부와, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드에 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드로부터 발생된 전압 또는 전류를 전달받아 방사선 검출 영상을 획득하는 픽셀 어레이를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a radiation detector assembly comprising: a scintillator panel for converting radiation emitted from a radiation generator into light in a predetermined wavelength range; a scintillator panel disposed below the scintillator panel, At least one avalanche diode for generating a voltage or current of a predetermined magnitude based on the brightness of light in a predetermined wavelength range converted by the panel; and at least one light emitting diode electrically connected to each of the at least one avalanche diode, A bias voltage supplier for transferring a bias voltage to each of the one or more avalanche diodes; a bias voltage supplier electrically connected to the at least one avalanche diode and configured to receive a voltage or current generated from the at least one avalanche diode, And a pixel array for acquiring a detection image.

또한, 상기 아발란치 다이오드는 InSb, HgCdTe, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD6As2 또는 Bi2Te3 중 하나의 소재로 형성된 다이오드일 수 있다.In addition, the avalanche diode may be a diode formed of one of InSb, HgCdTe, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD 6 As 2, or Bi 2 Te 3 .

또한, 상기 픽셀 어레이는 티에프티 어레이(TFT array), 씨모스(CMOS) 어레이 또는 씨씨디(CCD) 어레이 중 하나로 형성될 수 있다.In addition, the pixel array may be formed of one of a TFT array, a CMOS array, or a CCD array.

또한, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각으로부터 발생된 소정크기의 전압 또는 전류를 충전하는 충전부와, 상기 충전부와 상기 픽셀 어레이 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 충전부에 충전된 전압 또는 전류를 상기 픽셀 어레이로 선택적으로 전달하기 위한 스위치를 더 포함할 수 있다.A charging unit electrically connected to each of the at least one avalanche diode and charging a predetermined voltage or current generated from each of the at least one avalanche diodes; And a switch for selectively transmitting the voltage or current charged in the charging unit to the pixel array.

본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리는 신틸레이터패널에 의해 변환된 가시광의 밝기를 근거로 전압 또는 전류를 발생시키는 적어도 하나의 아발란치 다이오드를 포함할 수 있다. 이때, 아발란치 다이오드는 종래의 방사선 검출기에 사용되는 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드 보다 낮은 바이어스 전압에서 작동될 수 있다.The radiation detector assembly according to embodiments of the present invention may include at least one avalanche diode that generates a voltage or current based on the brightness of visible light converted by the scintillator panel. At this time, the avalanche diode can be operated at a lower bias voltage than a photodiode formed of a silicon material used in a conventional radiation detector.

예를 들어, 아발란치 다이오드가 HgCdTe 소재로 형성된 다이오드인 경우, 아발란치 다이오드는 0.13V의 바이어스 전압에서 작동될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리의 아발란치 다이오드는 20V 내지 40V 사이의 바이어스 전압에서 작동되는 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드보다 낮은 바이어스 전압에서 작동될 수 있다.For example, if the avalanche diode is a diode formed from HgCdTe material, the avalanche diode can be operated at a bias voltage of 0.13V. That is, the avalanche diode of the radiation detector assembly according to an embodiment of the present invention may be operated at a lower bias voltage than a photodiode formed of a silicon material operated at a bias voltage between 20V and 40V.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리는 아발란치 다이오드에서 발생되는 열 잡음이 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에서 발생되는 열 잡음보다 작을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리는 아발란치 다이오드에서 발생되는 열 잡음이 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에서 발생된 열 잡음보다 작으므로, 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드가 설치된 종래의 방사선 검출기로부터 생성되는 검출 영상보다 신뢰도가 높은 검출 영상을 획득할 수 있다.Accordingly, the radiation detector assembly according to the embodiment of the present invention may have thermal noise generated in the avalanche diode smaller than thermal noise generated in the photodiode formed of the silicon material. In addition, since the radiation detector assembly according to the embodiment of the present invention has the thermal noise generated in the avalanche diode smaller than the thermal noise generated in the photodiode formed of the silicon material, the conventional radiation detector having the photodiode formed of the silicon material It is possible to obtain a detection image having higher reliability than the detection image generated from the detection image.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리의 아발란치 다이오드는 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에 동일한 밝기의 빛이 조사되는 경우, 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에서 발생되는 전류 또는 전압보다 큰 전류 또는 전압을 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리는 아발란치 다이오드에서 발생되는 전류 또는 전압을 증폭시키기 위한 증폭기가 불필요하며, 이에 따라, 방사선 검출기를 제조하는데 사용되는 소자의 수를 감소시킬 수 있다.In addition, the avalanche diode of the radiation detector assembly according to the embodiment of the present invention is characterized in that when a photodiode formed of a silicon material is irradiated with light of the same brightness, a current larger than the current or voltage generated in the photodiode formed of a silicon material Voltage can be generated. That is, the radiation detector assembly according to the embodiment of the present invention does not require an amplifier for amplifying the current or voltage generated in the avalanche diode, thereby reducing the number of elements used for manufacturing the radiation detector .

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 HgCdTe 소재로 형성된 아발란치 다이오드에서 전달되는 바이어스 전압에 따라 전류의 흐름을 보여주는 그래프이다.1 is a schematic view of a radiation detector assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a current flow according to a bias voltage transferred from an avalanche diode formed of HgCdTe material.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 뒤에 설명이 되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 뒤에 설명되는 용어들은 본 발명에서의 구조, 역할 및 기능 등을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unnecessary. The terms described below are defined in consideration of the structure, role and function of the present invention, and may be changed according to the intention of the user, the intention of the operator, or the custom.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 오로지 특허청구범위에 기재된 청구항의 범주에 의하여 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. These embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains, It is only defined by the scope of the claims. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as being "comprising" or "comprising" an element, it is understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element .

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리에 대해 첨부한 도면을 참고하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, a radiation detector assembly according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 한편, 본 명세서에서 빛이란 가시광선에 한정되는 것이 아니라, 자외선, 적외선 혹은 소정의 방사선 등의 전자파를 포함하는 개념일 수 있다.Figure 1 is a schematic illustration of a radiation detector assembly 100 in accordance with an embodiment of the present invention. In the present specification, light is not limited to visible light but may be a concept including electromagnetic waves such as ultraviolet rays, infrared rays, or predetermined radiation.

도 1을 참고 하면, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 방사선 발생 장치(미도시)로부터 조사되는 방사선을 소정 파장 범위의 빛으로 변환하는 신틸레이터패널(110), 신틸레이터패널(110)의 하부에 배치되며 신틸레이터패널(110)에 의해 변환된 소정 파장 범위의 빛의 밝기를 근거로 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시키는 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120), 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각에 전기적으로 연결되며 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각에 바이어스 전압을 전달하는 바이어스 전압 공급부(130) 및 적어도 하나의 아발란치 다이오드(130)에 전기적으로 연결되며 적어도 하나의 아발란치 다이오드(130)로부터 발생된 전압 또는 전류를 전달받아 방사선 검출 영상을 획득하는 픽셀 어레이(140)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a radiation detector assembly 100 according to an embodiment of the present invention includes a scintillator panel 110 that converts radiation emitted from a radiation generator (not shown) into light in a predetermined wavelength range, At least one avalanche diode 120 disposed at a lower portion of the scintillator panel 110 and generating a voltage or current of a predetermined magnitude based on the brightness of light in a predetermined wavelength range converted by the scintillator panel 110, A bias voltage supplier 130 electrically connected to each of the avalanche diodes 120 and transmitting a bias voltage to each of the at least one avalanche diodes 120, And a pixel array (140) connected to the at least one Avalanche diode (130) and receiving a voltage or current to acquire a radiation detection image, .

신틸레이터패널(110)은 내부에 CsI, 탈륨(Tl)이 도프(dope)된 CsI, 나트륨(Na)이 도프된 CsI 또는 탈륨이 도프된 NaI 중 적어도 하나로 형성된 신틸레이터층이 형성될 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)의 신틸레이터패널(110)은 종래의 방사선 검출기에 사용되는 신틸레이터패널의 구조로 형성될 수 있다.The scintillator panel 110 may include a scintillator layer formed of at least one of CsI, CsI doped with Tl, CsI doped with Na, or NaI doped with thallium, It is not limited to the above example. Also, the scintillator panel 110 of the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention may be formed of a scintillator panel structure used in a conventional radiation detector.

한편, 신틸레이터패널(110)은 내부에 형성되는 신틸레이터층에 의해 방사선 발생 장치로부터 조사되어 피사체를 통과한 후, 방사선 검출기 어셈블리(100)로 조사되는 방사선을 소정 파장 범위의 빛으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 신틸레이터패널(110)은 내부에 형성되는 신틸레이터층에 의해 방사선 검출기 어셈블리(100)로 조사되는 방사선을 가시광으로 변환시킬 수 있다.On the other hand, the scintillator panel 110 irradiates the radiation detector assembly 100 after being irradiated from the radiation generator by the scintillator layer formed therein and passes through the subject, into the light of a predetermined wavelength range have. For example, the scintillator panel 110 may convert the radiation irradiated to the radiation detector assembly 100 into visible light by a scintillator layer formed therein.

적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각은 빛의 밝기를 근거로 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시킬 수 있다. 즉, 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각은 신틸레이터패널(110)에 의해 변환된 소정 파장 범위의 빛의 밝기를 근거로 소정크기의 전압 또는 전류를 발생시킬 수 있으며, 소정 파장 범위의 빛이 밝을수록 높은 전압 또는 전류를 발생시킬 수 있다.Each of the at least one Avalanche diodes 120 may generate a predetermined voltage or current based on the brightness of the light. That is, each of the at least one avalanche diodes 120 can generate a voltage or current of a predetermined magnitude based on the brightness of light of a predetermined wavelength range converted by the scintillator panel 110, The brighter the light, the higher the voltage or current can be generated.

한편, 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각은 InSb, HgCdTe, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD6As2 또는 Bi2Te3 중 하나의 소재로 형성된 다이오드일 수 있다. 상기 소재들은 밴드갭(band gap)이 작은 반도체를 만드는데 사용되는 소재들이며, 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각은 상기 소재들 중 하나의 소재로 형성된 다이오드이기 때문에, 작은 밴드갭을 가지게 된다. 즉, 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각은 밴드갭이 작으므로, 낮은 전압의 바이어스 전압에서 작동될 수 있다. 이때, 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각은 동일한 소재로 형성되어 동일하게 작동될 수 있으므로, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 중 하나의 아발란치 다이오드(120)의 소재와 작동에 대해 설명하기로 한다.Each of the at least one avalanche diodes 120 may be a diode formed of one of InSb, HgCdTe, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD 6 As 2, or Bi 2 Te 3 . The materials are materials used to make semiconductors with a small band gap, and each of the at least one avalanche diodes 120 is a diode formed of one of the materials, so that it has a small bandgap . That is, each of the at least one avalanche diodes 120 can operate at a low voltage bias voltage since the band gap is small. Since at least one of the at least one avalanche diodes 120 may be formed of the same material and operated in the same manner, for convenience of explanation, one of the at least one avalanche diodes 120 The material and operation of the battery 120 will be described.

도 2는 HgCdTe 소재로 형성된 아발란치 다이오드(120)에서 전달되는 바이어스 전압에 따라 전류의 흐름을 보여주는 그래프이다. 이때, 그래프의 X축은 아발란치 다이오드(120)에 전달되는 바이어스 전압을 나타내며, Y축은 아발란치 다이오드(120)에 전달되는 바이어스 전압에 따라 아발란치 다이오드(120)에서 흐르는 전류를 나타낸다.2 is a graph showing a current flow according to a bias voltage transmitted from an avalanche diode 120 formed of HgCdTe material. In this case, the X-axis of the graph represents a bias voltage transmitted to the avalanche diode 120, and the Y-axis represents a current flowing through the avalanche diode 120 according to a bias voltage transmitted to the avalanche diode 120.

도 2를 참고 하면, 아발란치 다이오드(120)에 바이어스 전압이 전달되면 아발란치 다이오드(120)에서 흐르는 전류의 크기가 증가하다가, 아발란치 다이오드(120)에 130mV의 바이어스 전압이 전달되면, 아발란치 다이오드(120)에서 흐르는 전류의 크기가 갑자기 증가한다. 이때, 아발란치 다이오드(120)는 130mV 미만의 바이어스 전압이 전달되는 경우, 전달되는 바이어스 전압의 크기에 따라 흐르는 전류의 크기가 증가하지만, 흐르는 전류의 크기가 0nA~9nA이므로, 아발란치 다이오드(120)에서는 전류가 흐르지 않는 것으로 볼 수 있다. 즉, 아발란치 다이오드(120)는 130mV 미만의 바이어스 전압이 전달되면 전류가 거의 흐르지 않고, 130mV의 바이어스 전압이 전달되면 작동되어 전류가 흐를 수 있다.2, when a bias voltage is transferred to the avalanche diode 120, the magnitude of the current flowing through the avalanche diode 120 increases, and when the bias voltage of 130 mV is transferred to the avalanche diode 120 , The magnitude of the current flowing in the avalanche diode 120 suddenly increases. At this time, when a bias voltage of less than 130 mV is delivered, the avalanche diode 120 increases the magnitude of the current flowing according to the magnitude of the transmitted bias voltage, but since the magnitude of the current flowing is 0 nA to 9 nA, It can be seen that the current does not flow in the transistor 120. That is, when a bias voltage of less than 130 mV is applied to the avalanche diode 120, the current hardly flows, and when the bias voltage of 130 mV is transmitted, the current can flow.

상기 내용을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)의 아발란치 다이오드(120)는 HgCdTe 소재로 형성된 다이오드인 경우, 130mV이상의 바이어스 전압이 전달되면 작동될 수 있다. 이때, 종래의 방사선 검출기에 설치되는 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드는 20V 내지 40V 사이의 바이어스 전압이 전달되면 작동될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)에 사용되는 아발란치 다이오드(120)는 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드가 작동되는 바이어스 전압보다 작은 전압의 바이어스 전압에서 작동될 수 있다.Referring to the above description, the avalanche diode 120 of the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention can be operated when a bias voltage of 130 mV or more is transmitted in the case of a diode formed of HgCdTe material. At this time, the photodiode formed of the silicon material installed in the conventional radiation detector can be operated when a bias voltage of 20 V to 40 V is transferred. That is, the avalanche diode 120 used in the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention can be operated at a bias voltage lower than a bias voltage at which a photodiode formed of a silicon material operates.

본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)의 아발란치 다이오드(120)는 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드의 바이어스 전압보다 낮은 바이어스 전압에서 작동되므로, 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드에서 발생되는 열 잡음보다 훨씬 작은 열 잡음이 발생될 수 있다.Since the avalanche diode 120 of the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention operates at a bias voltage lower than the bias voltage of the photodiode formed of a silicon material, Thermal noise that is much smaller than thermal noise may be generated.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 아발란치 다이오드(120)에서 발생되는 열 잡음이 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드에서 발생되는 열 잡음 보다 작으므로, 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드가 설치되는 종래의 방사선 검출기에서 생성되는 방사선 검출 영상보다 신뢰도가 높은 방사선 검출 영상을 생성할 수 있다.In addition, the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention has a structure in which the thermal noise generated in the avalanche diode 120 is smaller than the thermal noise generated in the photodiode formed of a silicon material, It is possible to generate a radiation detection image having higher reliability than the radiation detection image generated in the conventional radiation detector in which the photodiode is installed.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 아발란치 다이오드(120)가 HgCdTe 소재 이외에 상기에서 설명한 InSb, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD6As2 또는 Bi2Te3 중 하나의 소재 형성된 다이오드인 경우에도 HgCdTe 소재로 형성된 다이오드와 유사한 바이어스 전압에서 작동될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 아발란치 다이오드(120)가 상기에서 설명한 InSb, HgCdTe, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD6As2 또는 Bi2Te3 중 하나의 소재로 형성되는 경우에, 실리콘 소재로 형성되는 포토다이오드의 바이어스 전압보다 작은 전압의 바이어스 전압에서 작동될 수 있다.A radiation detector assembly 100 according to an embodiment of the present invention may be configured such that the avalanche diode 120 is made of InSb, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD 6 As 2, or Bi 2 Te 3 Lt; RTI ID = 0.0 > HgCdTe < / RTI > material. That is, the radiation detector assembly 100 according to an embodiment of the present invention may be configured such that the avalanche diode 120 is formed of InSb, HgCdTe, GaAs PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD 6 As 2 or Bi 2 Te 3 When formed from a single material, can be operated at a bias voltage of a voltage smaller than the bias voltage of the photodiode formed of a silicon material.

또한, 아발란치 다이오드(120)와 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에 동일한 밝기의 빛이 조사되는 경우, 아발란치 다이오드(120)에서 발생되는 전류 또는 전압의 크기가 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에서 발생되는 전류 또는 전압의 크기보다 클 수 있다. In addition, when light of the same brightness is irradiated to the avalanche diode 120 and the photodiode formed of a silicon material, the current or voltage generated in the avalanche diode 120 is generated in a photodiode formed of a silicon material The magnitude of the current or voltage being applied.

즉, 종래의 방사선 검출기에는 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드에서 발생되는 전류 또는 전압을 증폭시키기 위한 별도의 증폭기가 반드시 요구되지만, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 아발란치 다이오드(120)가 실리콘 소재로 형성된 포토다이오드보다 높은 전류 또는 전압을 발생시키므로, 별도의 증폭기가 설치될 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 방사선 검출기를 제조하는데 사용되는 소자의 수를 감소시킬 수 있으며, 제조하는데 사용되는 소자의 수가 감소됨으로써, 방사선 검출기를 제조하는 사용되는 비용이 감소될 수 있다.That is, in the conventional radiation detector, a separate amplifier for amplifying a current or voltage generated in a photodiode formed of a silicon material is necessarily required. However, the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention includes an Avalanche diode 120 generates a current or voltage higher than that of a photodiode formed of a silicon material, there is no need to provide a separate amplifier. Accordingly, the radiation detector assembly 100 according to an embodiment of the present invention can reduce the number of elements used to manufacture a radiation detector, and the number of devices used in manufacturing can be reduced, Can be reduced.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 충전부(150)를 더 포함할 수 있다. 충전부(150)는 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각에 연결될 수 있다. 충전부(150)는 연결된 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120) 각각으로부터 발생된 전압 또는 전류를 전달받아 충전할 수 있다. 이때, 충전부(150)는 커패시터(capacitor)로 형성될 수 있으며, 상기 예에 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 충전부(150)가 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120)로부터 발생된 전압 또는 전류를 충전할 수 있는 모든 소자 또는 장치로 형성될 수 있다.Meanwhile, the radiation detector assembly 100 according to the embodiment of the present invention may further include a charging unit 150. The charging unit 150 may be connected to each of the at least one avalanche diodes 120. The charging unit 150 may receive and charge the voltage or current generated from each of the at least one Avalanche diodes 120 connected thereto. The radiation detector assembly 100 according to an embodiment of the present invention may be configured such that the recharging unit 150 includes at least one Avalanche And may be formed of any device or device capable of charging the voltage or current generated from the diode 120.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출기 어셈블리(100)는 스위치(160)를 더 포함할 수 있다. 스위치(160)는 충전부(150)와 픽셀 어레이(140) 사이에 연결되며, 충전부(150)에 충전된 전압 또는 전류를 픽셀 어레이(140)로 선택적으로 전달할 수 있다.In addition, the radiation detector assembly 100 according to an embodiment of the present invention may further include a switch 160. The switch 160 is connected between the charging unit 150 and the pixel array 140 and can selectively deliver the voltage or current charged in the charging unit 150 to the pixel array 140.

픽셀 어레이(140)는 적어도 하나의 아발란치 다이오드(120)로부터 발생된 전압 또는 전류를 전달받아 방사선 검출 영상을 획득할 수 있다. 이때, 픽셀 어레이(140)는 티에프티 어레이(TFT array), 씨모스(CMOS) 어레이 또는 씨씨디(CCD) 어레이 중 하나로 형성될 수 있다. 픽셀 어레이(140)는 티에프티 어레이(TFT array), 씨모스(CMOS) 어레이 또는 씨씨디(CCD) 어레이 중 하나로 형성됨으로써, 방사선 검출 영상을 용이하게 획득할 수 있다.The pixel array 140 may receive a voltage or current generated from at least one avalanche diode 120 to obtain a radiation detection image. At this time, the pixel array 140 may be formed of one of a TFT array, a CMOS array, and a CCD array. The pixel array 140 is formed of one of a TFT array, a CMOS array, or a CCD array, so that the radiation detection image can be easily obtained.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 방사선 검출기 어셈블리
110: 신틸레이터패널
120: 아발란치 다이오드
130: 바이어스 전압 공급부
140: 픽셀 어레이
150: 충전부
160: 스위치100: Radiation detector assembly
110: scintillator panel
120: avalanche diode
130: bias voltage supply unit
140: Pixel array
150:
160: Switch

Claims (4)

방사선 발생 장치로부터 조사되는 방사선을 소정 파장 범위의 빛으로 변환하는 신틸레이터패널과,
상기 신틸레이터패널의 하부에 배치되며 상기 신틸레이터패널에 의해 변환된 광신호를 증폭시켜 전기적인 신호를 출력하는 적어도 하나의 아발란치 다이오드와,
상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 130mV 이상 150mV 미만의 바이어스 전압을 전달하는 바이어스 전압 공급부와,
상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드에 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드로부터 발생된 상기 전기적인 신호를 전달받아 방사선 검출 영상을 획득하는 픽셀 어레이를 포함하는,
방사선 검출기 어셈블리.
A scintillator panel for converting the radiation irradiated from the radiation generator into light in a predetermined wavelength range;
At least one Avalanche diode disposed at a lower portion of the scintillator panel and amplifying an optical signal converted by the scintillator panel to output an electrical signal;
A bias voltage supplier electrically connected to each of the at least one avalanche diode and delivering a bias voltage of not less than 130 mV and less than 150 mV to each of the at least one avalanche diode,
And a pixel array electrically coupled to the at least one avalanche diode and receiving the electrical signal generated from the at least one avalanche diode to obtain a radiation detection image.
Radiation detector assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 아발란치 다이오드는 InSb, HgCdTe, PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD6As2 또는 Bi2Te3 중 하나의 소재로 형성된 다이오드인,
방사선 검출기 어셈블리.
The method according to claim 1,
Wherein the avalanche diode is a diode formed of one of InSb, HgCdTe, PbSe, PbS, PbTe, InAs, CD 6 As 2, or Bi 2 Te 3 ,
Radiation detector assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 픽셀 어레이는 티에프티 어레이(TFT array), 씨모스(CMOS) 어레이 또는 씨씨디(CCD) 어레이 중 하나로 형성되는,
방사선 검출기 어셈블리.
The method according to claim 1,
Wherein the pixel array is formed of one of a TFT array, a CMOS array, or a CCD array.
Radiation detector assembly.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 하나의 아발란치 다이오드 각각으로부터 발생된 소정크기의 상기 전기적인 신호를 충전하는 충전부와,
상기 충전부와 상기 픽셀 어레이 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 충전부에 충전된 상기 전기적인 신호를 상기 픽셀 어레이로 선택적으로 전달하기 위한 스위치를 더 포함하는,
방사선 검출기 어셈블리.The method according to claim 1,
A charger electrically connected to each of the at least one avalanche diode and charging the electrical signal of a predetermined size generated from each of the at least one avalanche diodes;
Further comprising a switch electrically coupled between the charging unit and the pixel array and selectively transmitting the electrical signal charged in the charging unit to the pixel array.
Radiation detector assembly.
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JP2002148342A (en) * 2000-11-07 2002-05-22 Canon Inc Radiation imaging device
JP2014045198A (en) * 2006-04-25 2014-03-13 Koninklijke Philips Nv METHOD OF MANUFACTURING AVALANCHE PHOTODIODE BY Bi-CMOS PROCESS

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