KR20100075029A

KR20100075029A - 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법

Info

Publication number: KR20100075029A
Application number: KR1020080133628A
Authority: KR
Inventors: 정관욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-02
Also published as: EP2202961A2; US7915594B2; US20100155613A1; KR101571044B1; EP2202961A3

Abstract

방사선 검출 장치 및 그 구동 방법을 제공한다. 방사선 검출 장치는 다수의 게이트 라인과, 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 포함하는 검출부, 스탠바이 구간 동안에는, 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고, 촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 전에 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생성하고, 피검체 촬영 후에 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성하는 데이터 판독부, 및 더미 다크 레벨을 무시하고, 브라이트 레벨과 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함한다.

방사선 검출 장치, 오프셋 다크 레벨, 브라이트 레벨

Description

방사선 검출 장치 및 그 구동 방법 {X-ray detector and driving method of the same}

본 발명은 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.

진단용 방사선 검출 장치의 대표적인 예로, 엑스레이 디텍터(X-ray detector)를 들 수 있다. 일반적으로, 진단용 엑스레이 검사방법은 엑스레이 감지 필름을 사용하여 촬영하고, 그 결과를 알기 위해서는 필름을 인화하는 시간이 필요했었다.

그러나, 최근 반도체 기술이 발전함에 따라 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용한 디지털 엑스레이 디텍터(Digital X-ray detector)가 연구 개발되고 있다. 이러한 디지털 엑스레이 디텍터는 박막 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용하여 필름을 인화하는 시간 없이 엑스레이 촬영 후, 그 결과를 실시간으로 얻을 수 있게 되었다.

그런데, 박막 트랜지스터를 이용하여 얻은 초기 영상 데이터에는 광 조사량에 대한 원래의 신호 성분과, 누설 전류 등에 의해 발생하는 오프셋 성분이 포함된다. 이에 따라, 안정적인 오프셋 성분을 취득하여 초기 영상 데이터를 보정함으로써 더욱 정확한 영상 데이터를 얻는 기술이 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 신뢰성이 향상된 방사선 검출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 신뢰성이 향상된 방사선 검출 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치는, 다수의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 포함하는 검출부, 스탠바이 구간 동안에는, 상기 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고, 촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 전에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생 성하고, 상기 피검체 촬영 후에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성하는 데이터 판독부, 및 상기 더미 다크 레벨을 무시하고, 상기 브라이트 레벨과 상기 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치는, 다수의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 포함하는 검출부, 스탠바이 구간 동안에는, 상기 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고, 촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 후에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성한 후, 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생성하는 데이터 판독부, 및 상기 더미 다크 레벨을 무시하고, 상기 브라이트 레벨과 상기 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 제공하고, 스탠바이 구간 동안에는, 상기 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고, 촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 전에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레 벨을 생성하고, 상기 피검체 촬영 후에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성하고, 상기 더미 다크 레벨, 상기 오프셋 다크 레벨, 및 상기 브라이트 레벨을 제공받아 상기 더미 다크 레벨을 무시하고, 상기 브라이트 레벨과 상기 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 것을 포함한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 구동 방법은, 다수의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 제공하고, 스탠바이 구간 동안에는, 상기 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고, 촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 후에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성한 후, 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생성하고, 상기 더미 다크 레벨, 상기 브라이트 레벨, 및 상기 오프셋 다크 레벨을 제공받아 상기 더미 다크 레벨을 무시하고, 상기 브라이트 레벨과 상기 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 것을 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법을 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 검출부를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 개략적인 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 도 4는 도 1의 데이터 판독부를 설명하기 위한 예시적인 회로도이다. 도 5는 도 1의 데이터 판독부를 설명하기 위한 개념도이다. 도 6a 및 도 6b는 도 1의 검출부의 게이트 스캔 동안 광전변환소자의 전하 레벨의 변화를 설명하기 위한 개념도이다. 도 7a 및 도 7b는 도 1의 검출부의 더미 다크 레벨을 생성하는 동안 광전변환소자의 전하 레벨의 변화를 설명하기 위한 개념도이다. 도 8은 도 1의 데이터 처리부를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 방사선 검출 장치(10)는 검출부(300), 게이트 구동 부(100), 데이터 판독부(200), 데이터 처리부(400), 표시부(500), 및 제어부(600)를 포함한다.

검출부(300)는 등가 회로로 볼 때 다수의 표시 신호선(G1-Gn, D1~Dm)과, 이에 연결되어 있으며 행렬의 형태로 배열된 다수의 화소(PX)를 포함한다. 이 때, 각 화소(PX)는 광을 감지하고 광 조사량에 따라 전하를 생성하는 광전변환소자(320)와, 광전변환소자(320)에서 발생한 전하를 축적하는 커패시터(330)와, 소정의 제어 신호, 예를 들어 게이트 신호에 응답하여 커패시터(330)에 축적된 전하를 전달하는 스위칭 소자(310)를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 광전변환소자(320)의 일단과, 커패시터(330)의 일단은 스위칭 소자(310), 예를 들어 트랜지스터의 소오스 단자와 연결되고, 광전변환소자(320)의 타단은 바이어스 전원(미도시)에 연결되며, 커패시터(330)의 타단은 접지와 연결될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 검출부(300)는 하부에 기판(1)이 위치하고 있고, 스위칭 소자(310), 커패시터(330), 화소 전극(12), 광전변환소자(320), 보호막(20), 전극(24) 및 고압 직류전원(26)을 포함할 수 있다. 광전변환소자(320)은 입사되는 전기파나 자기파 등 외부신호의 강도에 비례하여 내부적으로 전기 신호 즉, 전자-정공쌍(6)을 형성한다. 광전변환소자(320)은 외부의 광, 예를 들어 엑스레이(X-ray)를 전기 신호로 변환하는 변환기의 역할을 할 수 있다. 상기 광에 의해 형성된 전자-정공쌍(6)은, 광전변환소자(320) 상부에 위치하는 도전 전극(24)에 인가된 소정의 전압(Ev)에 의해 광전변환소자(320) 하부에 위치하는 화소 전극(12)에 전하의 형태로 모일 수 있다. 화소 전극(12)에 모인 전하는 공통전극과 함께 형성 된 커패시터(330)에 축적될 수 있다. 이때, 커패시터(330)에 저장된 전하는 스위칭 소자(310)에 의해 데이터 처리부(400)로 전송되어 영상을 나타낼 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 표시 신호선(G1~Gn, D1~Dm)은 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(G1~Gn)과, 각 화소(PX)에서 발생한 전기 신호를 데이터 판독부(200)로 전송하는 복수의 데이터선(D1~Dm)을 포함한다. 게이트선(G1~Gn)은 대략 행 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1~Dm)은 대략 열 방향으로 연장되어 서로가 거의 평행할 수 있다.

게이트 구동부(300)는 제어부(600)로부터 게이트 제어 신호(미도시)를 제공받아 게이트 신호를 게이트선(G1~Gn)에 순차적으로 인가한다. 이 때, 제어 신호는 게이트 구동부(300)의 동작을 제어하기 위한 신호로, 게이트 온/오프 전압 발생부(미도시)로부터 제공된 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어질 수 있다.

데이터 판독부(200)는 제어부(600)에서 판독 제어 신호(미도시)를 제공받아 검출부(300)에서 변환된 전기 신호를 리드할 수 있다. 더욱 구체적으로, 데이터 판독부(200)는 각 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 구간에 따라 더미 다크 레벨(dummy dark level; DDL), 오프셋 다크 레벨(offset dark level; ODL), 및 브라이트 레벨(bright level; BL)을 생성할 수 있다. 이에 대한 더욱 상세한 설명은 후술한다.

데이터 처리부(400)는 더미 다크 레벨(DDL), 오프셋 다크 레벨(ODL), 및 브라이트 레벨(BL)을 제공받되, 더미 다크 레벨(DDL)은 무시하고, 브라이트 레벨(BL) 과 오프셋 다크 레벨(ODL)을 이용하여 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 표시부(500)로 전송되어 영상 데이터에 대응하는 영상을 표시할 수 있다.

제어부(600)는 게이트 구동부(100)에 게이트 제어 신호를 제공하여 게이트 구동부(100)가 다수의 게이트 라인(G1~Gn)에 제공하는 게이트 신호(Gout1~Gout(n))를 제어할 수 있다. 또한, 데이터 판독부(200)에 판독 제어 신호를 제공하여 더미 다크 레벨(DDL)의 생성 시간을 제어할 수 있다. 이는 데이터 판독부(200)가 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하는 것을 제어하는 것을 의미할 수 있다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치(10)의 개략적인 동작을 살펴본다.

Ta 내지 Tb의 시간 동안 피검체(미도시)에 광, 예를 들어 엑스레이를 조사하면, 검출부(300)의 광전변환소자(320)는 피검체를 투과한 광을 수신하여 광의 조사량에 비례하는 전하를 커패시터(330)에 축적할 수 있다. 피검체에 대한 촬영이 끝난 후 검출부(300)의 커패시터(330)에 축적된 전하를 판독하기 위해, 제어부(600)는 게이트 구동부(100)에 게이트 제어 신호를 제공하고, 게이트 구동부(100)는 검출부(300)의 각 게이트 라인(G1~Gn)에 게이트 신호(Gout1~Gout(n))를 순차로 인가할 수 있다. 검출부(300)의 각 스위칭 소자(310)의 게이트 단자에 게이트 신호가 인가되어 스위칭 소자가 ON되면, 커패시터(330)에 저장된 전하가 데이터 라인(D1~Dm)으로 출력될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 데이터 판독부(200)는 각 게이트 라인(G1~Gn)에 게이트 신호(Gout1~Gout(n))가 인가됨에 따라, 각 게이트 라인(G1~Gn)에 연결된 화 소들의 전하를 각 데이터 라인(D1~Dm)을 통해 제1 내지 제n 라인 검출 데이터로 전송받을 수 있다. 예를 들어, 제1 게이트 라인(G1)에 t1a 내지 t1b 시간 동안 제1 게이트 신호(Gout1)를 인가하면, 제1 게이트 라인(G1)에 연결된 화소들이 구동하고, 제1 게이트 라인(G1)에 연결된 화소들의 커패시터(330)에 축적된 전하가 각 데이터 라인(D1~Dm)을 통하여 제1 라인 검출 데이터로 데이터 판독부(200)에 전송될 수 있다.

도 4 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 판독부(200)에 대하여 더욱 자세히 살펴본다.

데이터 판독부(200)는 각 데이터 라인(D1~Dm)을 통해 제1 내지 제n 라인 검출 데이터로 전송되는 전하를 전압으로 변환하는 전하-전압 변환기(210_1~210_n)와, 각 라인 검출 데이터를 패럴렐(parallel)-시리얼(serial) 변환하는 멀티 플렉서(220)와, 멀티 플렉서(220)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터 처리부(400)로 전송하는 A/D 변환부(230)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 회로, 특히 전하-전압 변환기(210_1~210_n)의 회로는 하나의 실시예에 불과하며, 각 데이터 라인(G1~Gn)을 통해 전송된 전하를 전압으로 변환하는 기능을 할 수 있다면 다양한 종류의 회로를 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터 판독부(200)는 스탠바이 구간(STANBY)과, 촬영 구간(PROJECTION)을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 데이터 판독부(200)는 스탠바이 구간(STANBY) 동안에는 다수의 게이트 라인(G1~Gn)을 순차적으로 스캔한 후 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레 벨(DDL)을 생성하고, 촬영 구간(PROJECTION) 동안에는 피검체 촬영 전에 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생성하고, 피검체 촬영 후에 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성한다. 이 때, 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한 직후에 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성할 수 있다.

스탠바이 구간(STANBY) 동안, 게이트 구동부(100)는 다수의 게이트 라인(G1~Gn)에 게이트 신호(Gou1~Gout(n))를 순차로 제공하되 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하지는 않는 게이트 스캔(gate scan; GS)을 반복적으로 수행한다. 게이트 스캔(GS)을 반복적으로 수행한 후, 데이터 판독부(200)는 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한다. 게이트 스캔(GS)을 반복할 경우, 광전변환소자(320)의 전하 레벨은 도 6a와 도 6b에 도시된 전하 레벨을 반복한다.

도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 게이트 스캔(GS)을 수행하기 전의 광전변환소자(320)에는 축적된 전하 레벨을 A1 레벨이라고 하면, 게이트 스캔(GS)을 수행하고 난 후 광전변환소자(320)에 축적된 전하 레벨은 A2 레벨일 수 있다. 게이트 스캔(GS)을 수행한 후 다음 게이트 스캔(GS)을 수행하기 전까지, 광전변환소자(320)에는 누설 전류로 인한 전하가 축적되어, 광전변환소자(320)의 전하 레벨은 다시 A1 레벨이 된다. 즉, 검출부(300)는 게이트 구동부(100)에 의한 게이트 스캔(GS)을 반복 수행함으로써, 누설 전류로 인해 광전변환소자(320)에 축적된 전하를 반복적으로 제거할 수 있다. 따라서, 광전변환소자(320)의 전하 레벨은 A1 및 A2 레벨을 반복하는 평형 상태를 유지하게 된다.

게이트 라인(G1~Gn)을 반복적으로 스캔한 후 촬영 구간(PROJECTION)에 들어가기 전에, 데이터 판독부(200)는 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한다. 이 때, 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 게이트 스캔(GS)을 수행하고 데이터 판독부(200)가 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하기 전, 광전변환소자(320)에 축적된 전하는 B1 레벨일 수 있다. 이 때, B1 레벨은 k 번째 게이트 스캔(GSk)을 수행한 후에 발생한 누설 전류에 의해 A1 레벨과 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 B1으로 표시한다.

이어서, 상술한 바와 같이, 데이터 판독부(200)는 k 번째 게이트 스캔(GSk)을 수행한 후 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨(DDL)을 생성하며, 더미 다크 레벨(DDL)을 생성을 위한 전기 신호의 리드 후 광전변환소자(320)의 전하 레벨은 B2 레벨이 된다. 이 때, 더미 다크 레벨(DDL)은 복수 개일 수 있다. 더욱 구체적으로, 광전변환소자(320)의 전기 신호를 복수 회 리드하여 복수의 더미 다크 레벨(DDL)을 생성할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았으나, 촬영 구간(PROJECTION) 동안, 데이터 판독부(200)는 피검체 촬영 전에 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성하고, 피검체 촬영 후 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨(BL)을 생성한다. 더욱 구체적으로, 데이터 판독부(200)는 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한 직후에, 다시 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성하고, 이어서 브라이트 레벨(BL)을 생성한다. 또한, 도면에서는 촬영 구간 동안 피검체에 한 번 촬영한 경우를 예시하고 있으나, 한 번의 촬영 구간 동안 피검체 촬영을 복수 회 진행할 수도 있다.

이 때, 게이트 스캔(GS)을 반복하는 동안의 게이트 스캔(GS) 후 광전변환소자(320)의 전하 레벨은 A2 레벨과, 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한 후 광전변환소자(320)의 전하 레벨 B2은 서로 다르다. 따라서, 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성한 후의 광전변환소자(320)의 전하 레벨은, 게이트 스캔(GS) 후의 A2 레벨이 아닌, 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한 후의 B2 레벨에 대응될 것이다. 즉, 게이트 스캔(GS)을 반복하면서 유지되던 평형 상태가 더미 다크 레벨(DDL)의 생성으로 인해 변형되므로, 광전변환소자(320)의 전기 신호를 다시 리드하여 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성함으로써 더욱 안정된 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성할 수 있다. 오프셋 다크 레벨(ODL)이 안정되면, 오프셋 다크 레벨(ODL)과 브라이트 레벨(BL)을 이용하여 생성된 영상 데이터도 안정되므로 신뢰성이 더욱 향상될 수 있는 장점이 있다.

도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리부(400)의 동작에 대하여 살펴본다.

데이터 처리부(400)는 데이터 판독부(200)로부터 더미 다크 레벨(DDL), 오프셋 다크 레벨(ODL), 및 브라이트 레벨(BL)을 제공받아 더미 다크 레벨(DDL)은 무시하고, 오프셋 다크 레벨(ODL)과 브라이트 레벨(BL)을 이용하여 영상 데이터(IMAGE DATA)를 생성한다. 게이트 구동부(100)가 게이트 스캔(GS)하는 동안 데이터 판독부(200)는 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하지 않으므로, 도면에 도 시된 바와 같이, 데이터 처리부(400)는 k 번째 게이트 스캔(GSk)이 진행된 후 생성된 더미 다크 레벨(DDL), 오프셋 다크 레벨(ODL), 및 브라이트 레벨(BL)을 순차로 제공받을 수 있다. 이 때, 데이터 처리부(400)는 오프셋 다크 레벨(ODL)을 메모리(memory)에 저장하였다가, 데이터 판독부(200)에서 제공된 브라이트 레벨(BL)에서 오프셋 다크 레벨(ODL)을 감산하여 영상 데이터(IMAGE DATA)를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 더미 다크 레벨 및 오프셋 다크 레벨을 생성하되, 더미 다크 레벨을 무시하고 오프셋 다크 레벨을 브라이트 레벨에 적용함으로써, 더욱 안정적인 다크 레벨을 브라이트 레벨에 적용할 수 있다. 따라서, 더욱 정확한 영상 데이터를 취득할 수 있어 방사선 검출 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법을 설명한다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 데이터 판독부를 설명하기 위한 개념도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 데이터 처리부를 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법은, 데이터 판독부가 브라이트 레벨을 생성한 후 오프셋 다크 레벨을 생성한다는 점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법과 구별된다. 설명의 편의를 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 방치 및 그 구동 방법은, 데이터 판독부 및 데이터 처리부를 중심으로 설명하며, 상술된 실시예와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하거나 간략화한다.

도 9를 참조하면, 데이터 판독부(200)는 스탠바이 구간(STANBY)과, 촬영 구간(PROJECTION)을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 데이터 판독부(200)는 스탠바이 구간(STANBY) 동안에는 다수의 게이트 라인(G1~Gn)을 순차적으로 스캔한 후 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨(DDL)을 생성하고, 촬영 구간(PROJECTION) 동안에는 피검체 촬영 후에 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨(BL)을 생성한 후, 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 다시 리드하여 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성한다.

이전 실시예에서 설명한 바와 같이, 스탠바이 구간(STANBY)에서 게이트 스캔(GS)을 하는 동안 광전변환소자(320)의 전하 레벨은 평형 상태로 유지된다. 게이트 라인(G1~Gn)을 반복적으로 스캔한 후 촬영 구간(PROJECTION)에 들어가기 전에, 데이터 판독부(200)는 다수의 광전변환소자(320)의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한다. 따라서, 게이트 라인(G1~Gn)을 반복적으로 스캔한 후의 광전변환소자(320)의 전하 레벨을 A라고 하고, 더미 다크 레벨(DDL)을 생성한 후의 광전변환소자(320)의 전하 레벨을 B라고 하면, A와 B는 서로 다른 전하 레벨을 가질 수 있다. 이어서, 촬영 구간(PROJECTION) 동안, 데이터 판독부(200)는 피검체 촬영 후 브라이트 레벨(BL)을 생성하고, 이어서 광전변환소자(320)의 전기 신호를 다시 리드하여 오프셋 다크 레벨(ODL)을 생성한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 데이터 처리부(400)는 데이터 판독부(200)로부터 더미 다크 레벨(DDL), 브라이트 레벨(BL), 및 오프셋 다크 레벨(ODL)을 제공받아 더미 다크 레벨(DDL)은 무시하고, 브라이트 레벨(BL)과 오프셋 다크 레벨(ODL)을 이용하여 영상 데이터(IMAGE DATA)를 생성한다. 더욱 구체적으로, 데이터 처리부(400)는 k 번째 게이트 스캔(GSk)이 진행된 후 생성된 더미 다크 레벨(DDL), 브라이트 레벨(BL), 및 오프셋 다크 레벨(ODL)을 데이터 판독부(200)로부터 순차로 제공받을 수 있다. 이 때, 데이터 처리부(400)는 더미 다크 레벨(DDL)은 무시하고, 브라이트 레벨(BL)을 메모리에 저장하였다가, 데이터 판독부(200)에서 제공된 오프셋 다크 레벨(ODL)을 감산하여 영상 데이터(IMAGE DATA)를 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치 및 그 구동 방법에 의하면, 더미 다크 레벨 및 오프셋 다크 레벨을 생성하되, 더미 다크 레벨을 무시하고 오프셋 다크 레벨을 브라이트 레벨에 적용함으로써, 더욱 안정적인 다크 레벨을 브라이트 레벨에 적용할 수 있다. 따라서, 더욱 정확한 영상 데이터를 취득할 수 있어 방사선 검출 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1의 검출부를 설명하기 위한 개략적인 개념도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 개략적인 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 4는 도 1의 데이터 판독부를 설명하기 위한 예시적인 회로도이다.

도 5는 도 1의 데이터 판독부를 설명하기 위한 개념도이다.

도 6a 및 도 6b는 도 1의 검출부의 게이트 스캔 동안 광전변환소자의 전하 레벨의 변화를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7a 및 도 7b는 도 1의 검출부의 더미 다크 레벨을 생성하는 동안 광전변환소자의 전하 레벨의 변화를 설명하기 위한 개념도이다.

도 8은 도 1의 데이터 처리부를 설명하기 위한 개념도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 데이터 판독부를 설명하기 위한 개념도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 데이터 처리부를 설명하기 위한 개념도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10: 방사선 검출 장치 100: 게이트 구동부

200: 데이터 판독부 210_1~210_n: 전하-전압 변환기

220: 멀티 플렉서 230: A/D 변환부

300: 검출부 310: 스위칭 소자

320: 광전변환소자 330: 커패시터

400: 데이터 처리부 500: 표시부

600: 제어부

Claims

다수의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 포함하는 검출부;

스탠바이 구간 동안에는, 상기 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고,

촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 전에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생성하고, 상기 피검체 촬영 후에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성하는 데이터 판독부; 및

상기 더미 다크 레벨을 무시하고, 상기 브라이트 레벨과 상기 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함하는 방사선 검출 장치.
제1 항에 있어서, 상기 데이터 판독부는,

상기 더미 다크 레벨을 생성한 직후에, 상기 오프셋 다크 레벨을 생성하는 방사선 검출 장치.
제2 항에 있어서, 상기 데이터 판독부는,

상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 복수 회 리드하여 복수의 더미 다 크 레벨을 생성하는 방사선 검출 장치.
제1 항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,

상기 오프셋 다크 레벨을 저장하였다가 상기 브라이트 레벨에서 상기 오프셋 다크 레벨을 감산하여 상기 영상 데이터를 생성하는 방사선 검출 장치.
제1 항에 있어서,

상기 촬영 구간 동안, 상기 피검체 촬영을 복수 회 하는 것을 포함하는 방사선 검출 장치.
다수의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인에 연결되어 있고 광을 전기 신호로 변환하는 다수의 광전변환소자를 포함하는 검출부;

스탠바이 구간 동안에는, 상기 다수의 게이트 라인을 순차적으로 스캔한 후 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 더미 다크 레벨을 생성하고,

촬영 구간 동안에는, 피검체 촬영 후에 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 브라이트 레벨을 생성한 후, 상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 리드하여 오프셋 다크 레벨을 생성하는 데이터 판독부; 및

상기 더미 다크 레벨을 무시하고, 상기 브라이트 레벨과 상기 오프셋 다크 레벨을 이용하여 영상 데이터를 생성하는 데이터 처리부를 포함하는 방사선 검출 장치.
제6 항에 있어서, 상기 데이터 판독부는,

상기 더미 다크 레벨을 생성한 직후에, 상기 브라이트 레벨을 생성하는 방사선 검출 장치.
제7 항에 있어서, 상기 데이터 판독부는,

상기 다수의 광전변환소자의 전기 신호를 복수 회 리드하여 복수의 더미 다크 레벨을 생성하는 방사선 검출 장치.
제6 항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,

상기 브라이트 레벨을 저장하였다가 상기 브라이트 레벨에서 상기 오프셋 다크 레벨을 감산하여 상기 영상 데이터를 생성하는 방사선 검출 장치.
제6 항에 있어서,

상기 촬영 구간 동안, 상기 피검체 촬영을 복수 회 하는 것을 포함하는 방사선 검출 장치.