KR20110043043A - 엑스선 디지털 이미지 센서 장치, 엑스선 디지털 이미지 장치 및 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
엑스선 디지털 이미지 센서 장치, 엑스선 디지털 이미지 장치 및 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법이 개시된다. 본 발명은 기판; 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하고, 상기 기판 위의 각각의 픽셀에 대응하는 복수의 이미지 센서; 상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 접합된 마이크로 렌즈; 및 상기 마이크로 렌즈 위에 증착되어 픽셀화된 섬광체를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예들에 의하면, 엑스선 이미지 센서의 구조를 개선함으로써, 이미지 센서의 각 픽셀위에서 섬광된 빛을 다른 픽셀로 크로스토킹 되지 않고 해당 픽셀에서 바로 수광하여 전기적 신호로 변환된 유효신호를 향상시킬 수 있고, 엑스선 촬영에 요구되는 환자의 피폭량의 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 디지털 엑스선 영상 장치의 이미지 센서의 구조적 개선에 관한 것으로, 특히, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치, 엑스선 디지털 이미지 장치 및 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법에 관한 것이다.
종래 엑스선 디지털 영상 장치의 경우, CMOS 혹은 CCD 기반으로 하는 이미지 센서위에 엑스선용 섬광체를 부착하는 구조로 이루어져 있다. 이는 환자를 투과하고 기기에 도달하는 엑스선을 섬광체 내부에서 일차적으로 가시광선으로 변환 시킨 후 이를 이미지 센서에서 수광하여 최종 엑스선 영상을 구현하게 해주며, 이를 곧 간접 방식의 엑스선 영상처리 (Indirect X-ray Digital Imaging) 방식이라 부른다.
위의 방식을 이용하여 엑스선 영상을 취득할 시, 엑스선이 섬광체 내부에서 가시광선으로 변환될 때 가시광선이 등방위 방향으로 번져 나감으로 인한 이미지 번짐(blurring)이 발생하게 되어 최종적으로 이미지의 분해능이 감소되는 현상이 나타난다. 광자의 섬광현상으로 생성된 가시광선은 등방향(Isotropic)으로 재방출되어 나가므로 포토 다이오드 픽셀에 이미지의 번짐 현상을 만들게 되는 것이다. 그러나 이를 방지하기 위하여 섬광체 박막을 더욱 얇게 만들게 되면 광량의 저하로 CMOS를 기반으로 하는 회로에서 필요로 하는 빛의 양에 못 미치게 되어 또한 어려움이 생기게 된다.
여러 방식을 통하여 엑스선 영상의 분해능 향상이 이루어져 가고 있지만, 위와 같은 섬광체의 구조적 변형을 통하여 엑스선 촬영에 요구되는 환자의 피폭량의 감소에는 많은 기여하지 못하는 상황이다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 상대적으로 적은 엑스선 입사량에 대해 이미지 센서의 유효 신호를 향상시킬 수 있고, 엑스선 촬영에 요구되는 환자의 피폭량의 감소시킬 수 있는 엑스선 디지털 이미지 센서 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기의 엑스선 디지털 이미지 센서 장치를 이용하여 엑스선 촬영 영상을 생성하는 엑스선 디지털 이미지 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 상기의 엑스선 디지털 이미지 센서 장치를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 기판; 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하고, 상기 기판 위의 각각의 픽셀에 대응하는 복수의 이미지 센서; 상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 접합된 마이크로 렌즈; 및 상기 마이크로 렌즈 위에 증착되어 픽셀화된 섬광체를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치를 제공한다.
상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치; 상기 엑스선 디지털 이미지 센서 장치에서 발생하는 전하량에 대응하는 전압 을 발생시키는 전하 전압 컨버터; 상기 전압에 대응하는 디지털 데이터를 생성하는 아날로그 디지털 컨버터; 상기 디지털 데이터를 이용하여 엑스선 이미지를 생성하는 이미지 프로세서를 포함하고, 상기 엑스선 디지털 이미지 센서 장치는 기판; 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하며, 상기 기판 위에서 각각의 픽셀에 대응하여 입사된 엑스선에 상응하는 전하량을 발생시키는 복수의 이미지 센서; 상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 접합된 마이크로 렌즈; 및 상기 마이크로 렌즈 위에 증착되어 픽셀화된 섬광체를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 장치를 제공한다.
상기의 세 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하는 복수의 이미지 센서를 각각의 픽셀에 대응하여 기판 위에 형성하는 단계; 상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 마이크로 렌즈를 접합하는 단계; 및 상기 마이크로 렌즈 위에 픽셀화된 섬광체를 증착하는 단계를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 의하면, 엑스선 이미지 센서의 구조를 개선함으로써, 이미지 센서의 각 픽셀위에서 섬광된 빛을 다른 픽셀로 크로스토킹 되지 않고 해당 픽셀에서 바로 수광하여 전기적 신호로 변환된 유효신호를 향상시킬 수 있고, 엑스선 촬영에 요구되는 환자의 피폭량의 감소시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예들은 엑스선 디지털 이미지 장치에서 각 픽셀의 크기가 변하지 않은 상황에서 픽셀 내부에 있는 포토 다이오드의 크기를 줄이는 구조를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 장치의 블록도이다.
엑스선 디지털 이미지 센서 장치(110)는 섬광체(111), 마이크로 렌즈(112), 이미지 센서(113)를 포함한다. 섬광체(111)는 물체를 투과한 엑스선이 입사하면, 이를 가시 광선으로 바꾼다. 마이크로 렌즈(112)는 이미지 센서(113) 각각의 포토 다이오드 위에 접합되어 가시 광선을 포토 다이오드의 중심에 모이게 한다. 이미지 센서(113)는 기판 위에 배치되어 각각의 픽셀에 대응하여 입사된 엑스선에 상응하는 전하량을 발생시킨다. 이를 위해 이미지 센서(113)는 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함한다.
전하 전압 컨버터(120)는 엑스선 디지털 이미지 센서 장치(110)에서 발생하는 전하량에 대응하는 전압을 발생시킨다.
아날로그 디지털 컨버터(130)는 전압에 대응하는 디지털 데이터를 생성한다.
디지털 신호 처리기(140)는 상기 디지털 데이터를 이미지 프로세서(150)에서 처리될 수 있는 포맷으로 변환하거나, 상기 디지털 데이터의 비트 레이트를 조절하는 등 이미지 프로세서(150)의 동작을 보조한다.
이미지 프로세서(150)는 디지털 데이터를 이용하여 엑스선 이미지를 생성한다. 이미지 프로세서(150)에 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 데스크탑 PC나 노트북 컴퓨터 등이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치의 단면도이다.
도 2는 이미지 센서(230)와 섬광체(200)사이에 마이크로 렌즈 어레이(210) 혹은 마이크로 패턴된 어레이(210)를 하부 이미지센서의 픽셀(260)에 정렬하여 접합한 구조를 나타낸다.
마이크로 렌즈(210)는 마이크로 렌즈 어레이 혹은 이와 비슷한 마이크로 패턴된 어레이일 수 있다. 마이크로 렌즈(210)는 복수의 이미지 센서(260) 각각의 포토 다이오드(250) 위에 접합되어 섬광체(220)에서 나오는 가시 광선이 포토 다이오드(250)의 중심에 모이게 한다. 마이크로 렌즈(210)의 예로 평철(Plano-convex) 렌즈가 사용될 수 있다.
섬광체(220)는 마이크로 렌즈(210) 위에 직접 증착되어 픽셀화된다. 여기서, 픽셀화란, 각 픽셀에 대응하도록 구조화된다는 의미이다. 섬광체(220)는 박막 형태으로 증착되거나 미세 기둥 형태으로 증착될 수 있다. 섬광체(220)의 형성소재로 CsI, CsI(Tl), CsI(Na) 등이 사용될 수 있다.
보조층(230)은 기판(240) 위에 증착되고, 이미지 센서(260)를 구조적으로 지 지한다.
기판(240) 위에는 이미지 센서의 픽셀(260)들이 배치된다.
포토 다이오드(250)는 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가진다. 예를 들어, 포토 다이오드(250)는 가로, 세로가 5μm 인 정사각형 형태로 설계될 수 있다.
이미지 센서(260)는 포토 다이오드(250)를 포함하며, CMOS 혹은 CCD 기반으로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치의 단면도이다.
마이크로 렌즈(210)는 복수의 이미지 센서(260) 각각의 포토 다이오드(250) 위에 접합되어 섬광체(220)에서 나오는 가시 광선이 포토 다이오드(250)의 중심에 모이게 한다. 마이크로 렌즈(210)의 예로 평철(Plano-convex) 렌즈가 사용될 수 있다.
도 3의 섬광체(221)는 한 픽셀의 중앙으로 밀집된 형태의 섬광체이다. 이미지 센서(260) 위에 마이크로 렌즈(210) 어레이가 접합된 후 섬광체(221)를 증착하게 되면, 마이크로 렌즈(210)의 굴곡면에 의하여 섬광체(221)가 중앙에 밀집한 형태로 증착된다. 이 결과 한 픽셀 내부에 도달하는 섬광된 빛이 중앙에 밀집한 형태로 분포하게 된다. 섬광체(221)는 미세 기둥 형태으로 증착될 수 있다. 섬광체(221)의 형성소재로 CsI, CsI(Tl), CsI(Na) 등이 사용될 수 있다.
보조층(230)은 기판(240) 위에 증착되고, 이미지 센서(260)를 구조적으로 지 지한다.
기판(240) 위에는 이미지 센서의 픽셀(260)들이 배치된다.
포토 다이오드(250)는 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가진다.
이미지 센서(260)는 포토 다이오드(250)를 포함하며, CMOS 혹은 CCD 기반으로 한다.
도 4a 내지 4c는 CMOS 이미지 센서의 설계 예를 나타낸다. 도 4a는 포토 다이오드(401) 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 최대로 한 이미지 센서 장치의 예를 도시한 것이다.
도 4b는 도 4a의 포토 다이오드(401)의 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 줄여 면적을 감소시킨 포토 다이오드(402)를 포함하는 이미지 센서 장치의 예를 도시한 것이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치의 예를 도시한 것이다.
마이크로 패턴된 어레이가 접합된 이미지 센서의 각 픽셀 내부의 포토 다이오드(403)의 크기를 줄일 수 있다. 도 4a의 포토 다이오드(401)를 인위적으로 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시키는 방식으로 면적을 5μm X 5μm 로 축소시키면 도 4c와 같은 구조를 얻을 수 있다. 도 4c의 이미지 센서 칩에 마이크로 렌즈 어레이를 접합하여 각 픽셀에 마이크로 렌즈가 고르게 배열된 구조를 형성할 수 있다. 각 픽셀 내의 포토 다이오드(403)의 면적을 감소시킨 후 중앙으로 배치하게 되면 포토 다이오드(403)의 면적당 수광량이 증가하게 된다. 이를 통하여 입사한 엑스선의 에너지 대비 신호 전압 이득이 증가하는 결과가 나타나게 된다.
엑스선 디지털 이미지 당치의 분해능을 개선하기 위해 섬광체의 미세 기둥화 증착 방식이나 섬광체의 픽셀화 방식을 사용할 수 있다. 섬광체의 픽셀화 방식의 경우, 격벽틀을 이용한 픽셀화 혹은 레이져 식각을 이용한 필셀화 등 다양한 방식을 통하여 이미지 이미지 센서에 증착된 섬광체를 해당 이미지 센서에 잘 부합하는 형식으로 픽셀화하는 방식이 제시되어있다. 이러한 섬광체의 필셀화 방식을 통하여 섬광체 내부에서 변환된 가시광선이 한 픽셀 내부로 트랩되어 근접해 있는 픽셀로 빛이 나가는 크로스토킹(Cross-talking)현상을 방지하여 줄 수 있으며 이 또한 최종 영상의 분해능 향상에 도움을 주게 된다.
도 5a는 도 2에 적용되는 섬광체의 예를 도시한 것이다.
섬광체의 미세 기둥화 증착방식의 경우, 섬광체 내부에서 엑스선이 가시광선으로 변환될 경우, 이전에 등방위로 퍼져나가던 빛은 섬광체의 미세 기둥의 영향을 받아 하부 기판 방향으로 편향되어 방사된다. 이는 곧 섬광된 빛의 번짐을 감소시키는 효과를 나타내며, 최종 영상의 분해능을 향상시키게 된다.
도 5b는 도 2에 적용되는 섬광체의 실제 형상이다.
섬광체의 증착 조건을 적절히 조절하게 되면 섬광체가 2~10 μm의 지름을 가지는 미세 기둥형식으로 이미지 센서 위에 증착 된다.
도 6은 도 3에 적용되는 섬광체의 증착 형태를 도시한 것이다.
도 6에서는 섬광체의 형성소재로 CsI(Tl)을 사용했다. 마이크로 렌즈(lens) 위에 증착된 섬광체를 통과한 섬광(scintillation light)는 등방위로 퍼져나가지 않고 마이크로 렌즈 방향으로 편향된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법의 흐름도이다.
먼저, 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하는 복수의 이미지 센서를 각각의 픽셀에 대응하여 기판 위에 형성한다(S710).
다음, 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 마이크로 렌즈를 접합한다(S720). 마이크로 렌즈의 접합은 MEMS(Micro electro mechanical Systems) 기술을 기반으로 한다. 예를 들어, 마이크로 렌즈는 리소그래피 기술을 통하여 패턴된 포토레지스 어레이를 형성하는 방식으로 제작하여 포토 다이오드 위에 접합할 수 있다. 마이크로 렌즈의 예로 평철 렌즈 형태의 렌즈가 사용될 수 있다.
마지막으로, 마이크로 렌즈 위에 픽셀화된 섬광체를 증착한다(S730). 마이크로 CT(Computed Tomography)의 분해능 향상을 위해 CsI(Tl) 섬광체를 사용할 수 있다. 위의 섬광체를 이용한 엑스선 영상 측정의 원리는 물체를 투과해 온 엑스선을 550nm파장대의 가시광선으로 바꿈으로써, 포토 다이오드가 빛을 측정 할 수 있게 하는 것이다. 섬광체를 증착하는 과정(S730)은 물리적 증기 증착(Physical Vapor Deposition; PVD)법을 사용하여 섬광체를 미세 기둥 형태로 제작하는 과정일 수 있다. 이 경우, PVD 증착 조건은 기판의 온도는 31 부근, 열증착기 내부 압력은 0.01torr와 같이 설정하여 줌으로써 미세 기둥형태로 제작하는 것이 바람직하다. 증착 방식의 예는 증기 증착 방식인 PVD방식으로 행해졌지만, 본 발명이 포함하는 범위가 본 실시예에 국한되지는 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치에서 포토 다이오드의 면적에 따른 광량을 그래프로 도시한 것이다.
그래프의 가로축은 포토 다이오드의 가로 또는 세로의 길이를 나타내는데, 가로, 세로가 17μm인 경우에 비해, 가로, 세로가 5μm인 경우에 단위 면적당 광량이 19% 증가하는 것을 알 수 있다.
도 9a는 종래의 이미지 센서에서 광량의 분포를 도시한 것이다.
포커싱 현상이 평철 렌즈의 곡률에 따라 변화함을 확인하기 위하여, 초점거리가 210mm, 25mm인 평철 렌즈와 같은 구조의 평평한 원형 유리판으로 실험을 진행하였다. 광량은 포토 다이오드 전체에 골고루 분산됨을 알 수 있다.
도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치에서 광량의 분포를 도시한 것이다.
지름이 25mm인 평철 렌즈 위에 미세기둥구조로 증착된 CsI(Tl) 섬광체를 이용하여 빛의 포커싱 현상을 확인하였다. 섬광체가 증착된 마이크로 렌즈에 엑스선 영상 촬영을 시행한 결과 포토 다이오드의 중앙에서 광량이 가장 높게 나타남을 알 수 있었다. 특히, 광량의 최대값은 도 9a의 1.4배 정도였다. 픽셀의 중앙부분으로 갈수록 빛의 도달량의 증가는 각 면적당 광량의 비가 증가함을 나타낸다.
한편, 마이크로 렌즈 어레이가 접합되어 있지 않는 경우에 대해서도 각 픽셀의 포토 다이오드의 면적을 중앙에 위치하게 한 후 면적을 감소시킬 경우 각 픽셀 의 상부 섬광체에서 생긴 빛에 상응하는 광신호 전압을 상대적으로 높게 얻어낼 수 있다. 또한 근접해있는 픽셀 상부의 섬광체에서 생성된 빛의 크로스토크(Cross-Talk)를 감소시켜 영상의 선명화에도 기여할 수 있다. 이는 각 픽셀 상부의 섬광체에서 생성된 유효한 이미지 정보를 수반한 빛이 이미지센서의 각 픽셀에 도달할 때 이의 광 분포가 가운데 부분이 밀집되어 있는 가우시안 분포(Gaussian distribution)를 띄고 있기 때문에 단위 면적당 수광량이 중앙부에서 높은 값을 나타내는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명의 실시 예들은 엑스선 디지털 이미지 센서 및 의료용 혹은 산업용으로 쓰이는 엑스선 영상 장치 및 그 제조 방법에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치의 단면도이다.
도 4a는 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 최대로 한 이미지 센서 장치의 설계 예를 도시한 것이다.
도 4b는 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 줄인 이미지 센서 장치의 설계 예를 도시한 것이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치의 설계 예를 도시한 것이다.
도 5a는 도 2에 적용되는 섬광체의 예를 도시한 것이다.
도 5b는 도 2에 적용되는 섬광체의 실제 형상이다.
도 6은 도 3에 적용되는 섬광체의 증착 형태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치에서 포토 다이오드에 모이는 광량을 모사실험을 통하여 그래프로 도시한 것이다.
도 9a는 종래의 이미지 센서에서 광량의 분포를 모사실험을 통하여 도시한 것이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 디지털 이미지 센서 장치에서 광량의 분포를 모사실험을 통하여 도시한 것이다.
Claims (12)
- 기판;픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하고, 상기 기판 위의 각각의 픽셀에 대응하는 복수의 이미지 센서;상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 접합된 마이크로 렌즈; 및상기 마이크로 렌즈 위에 증착되어 픽셀화된 섬광체를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이크로 렌즈는상기 섬광체에서 발생한 빛이 상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드의 중심에 모이도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이크로 렌즈는 평철(Plano-convex) 렌즈 형태인 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 섬광체는 미세 기둥 형태로 증착된 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 섬광체는상기 마이크로 렌즈 위에 가장자리 보다 중앙이 더 높은 형태로 밀집되어 증착된 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 섬광체는 형성소재가 CsI, CsI(Tl) 또는 CsI(Na) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 장치.
- 엑스선 디지털 이미지 센서 장치;상기 엑스선 디지털 이미지 센서 장치에서 발생하는 전하량에 대응하는 전압을 발생시키는 전하 전압 컨버터;상기 전압에 대응하는 디지털 데이터를 생성하는 아날로그 디지털 컨버터;상기 디지털 데이터를 이용하여 엑스선 이미지를 생성하는 이미지 프로세서를 포함하고,상기 엑스선 디지털 이미지 센서 장치는기판;픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하며, 상기 기판 위에서 각각의 픽셀에 대응하여 입사된 엑스선에 상응하는 전하량을 발생시키는 복수의 이미지 센서;상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 접합된 마이크로 렌즈; 및상기 마이크로 렌즈 위에 증착되어 픽셀화된 섬광체를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 마이크로 렌즈는상기 섬광체에서 발생한 빛이 상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드의 중심에 모이도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 섬광체는 미세 기둥 형태으로 증착된 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 섬광체는 박막 형태으로 증착된 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 장치.
- 픽셀 단위 면적당 포토다이오드 면적 비율을 감소시켜 소정의 값 이하의 면적을 가지는 포토 다이오드를 포함하는 복수의 이미지 센서를 각각의 픽셀에 대응하여 기판 위에 형성하는 단계;상기 복수의 이미지 센서 각각의 포토 다이오드 위에 마이크로 렌즈를 접합하는 단계; 및상기 마이크로 렌즈 위에 픽셀화된 섬광체를 증착하는 단계를 포함하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 섬광체를 증착하는 단계는물리적 증기 증착(Physical Vapor Deposition; PVD)법을 사용하여 섬광체를 미세 기둥 형태로 제작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 엑스선 디지털 이미지 센서 제조 방법.
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