KR101909822B1 - 방사선 이미지 센싱 장치, 이의 동작 방법, 및 이의 제조 방법 - Google Patents

방사선 이미지 센싱 장치, 이의 동작 방법, 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR101909822B1
KR101909822B1 KR1020170067126A KR20170067126A KR101909822B1 KR 101909822 B1 KR101909822 B1 KR 101909822B1 KR 1020170067126 A KR1020170067126 A KR 1020170067126A KR 20170067126 A KR20170067126 A KR 20170067126A KR 101909822 B1 KR101909822 B1 KR 101909822B1
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조규성
김명수
김기윤
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한국과학기술원
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Abstract

방사선 이미지 센싱 장치, 이의 동작 방법, 및 이의 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 방사선 이미지 센싱 장치는 조사된 방사선을 광으로 변환하는 섬광체와, 상기 섬광체가 광을 출력하는 측면에 배치되고, 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 상기 섬광체가 출력하는 광의 일부가 상기 픽셀 어레이로 전달되지 않도록 차단하기 위한 차단막(barrier membrane)을 포함한다.

Description

방사선 이미지 센싱 장치, 이의 동작 방법, 및 이의 제조 방법{A RADIATION IMAGE SENSING APPARATUS, METHOD OF OPERATING THE SAME, AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
아래 실시예들은 단일 촬영으로 에너지 분해능을 갖는 방사선 이미지 센싱 장치, 이의 동작 방법, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
기존의 엑스선 영상 센서는 세가지 측면에서의 한계를 갖는다.
첫째, 공간 분해능의 감쇄 문제로서 영상의 해상도와 관련이 있는 문제이다. 이는 포토 다이오드의 픽셀 피치(pixel pitch)와 섬광체의 두께 등에 의해 영향을 받는다.
둘째, 광량의 문제로서 섬광체에서 발생하는 빛의 대부분은 엑스선 입사 방향 쪽에서 발생하므로 많은 빛이 센서부분에 도달하지 못한다. 이는 SNR이 감소하게 됨으로써 영상에서 피사체 정보를 정확하게 얻을 수 없는 문제를 야기한다.
셋째, 물질 정보를 갖지 못하는 점이다. Z-number가 낮지만 두꺼운 물질과 Z-number가 높지만 얇은 물질이 동시에 존재하는 경우 이 두 가지 물질을 구분하기 어렵기 때문에 엑스선 영상의 판독에 있어서 한계가 존재한다.
실시예들은 높은 해상도와 광량, 그리고 물질 분해능을 갖는 방사선 이미지 센싱 장치를 제공할 수 있다.
또한, 실시예들은 한번의 영상 촬영으로 영상 성능의 감소 없이 에너지 분해능을 갖게 되어 물질의 종류도 판단할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 방사선 이미지 센싱 장치는 조사된 방사선을 광으로 변환하는 섬광체와, 상기 섬광체가 광을 출력하는 측면에 배치되고, 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이와, 상기 섬광체가 출력하는 광의 일부가 상기 픽셀 어레이로 전달되지 않도록 차단하기 위한 차단막(barrier membrane)을 포함한다.
상기 차단막은 상기 섬광체가 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는 위치에 위치할 수 있다.
상기 차단막은 상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치할 수 있다.
상기 장치는 상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치하는 FOP(Fiber Optic Plate)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 픽셀들 중에서 상기 차단막을 통해 상기 섬광체가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀은 상기 조사된 방사선에 기초하여 제1 픽셀 신호를 생성하고, 상기 복수의 픽셀들 중에서 상기 픽셀을 제외한 나머지 픽셀은 상기 섬광체가 출력하는 광 및 상기 조사된 방사선에 기초하여 제2 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
상기 장치는 상기 제1 픽셀 신호 및 제2 픽셀 신호를 조합하여 이미지를 생성하는 이미지 프로세서를 더 포함할 수 있다.
상기 차단막은 상기 복수의 픽셀들 중에서 해당 픽셀 내에 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 이미지 센싱 장치 제조 방법은 조사된 방사선을 광으로 변환하는 섬광체를 형성하는 단계와, 상기 섬광체가 출력하는 광의 일부가 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이로 전달되지 않도록 차단하기 위한 차단막(barrier membrane)을 형성하는 단계와, 상기 픽셀 어레이를 상기 섬광체가 광을 출력하는 측면에 배치하는 단계를 포함한다.
상기 차단막은 상기 섬광체가 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는 위치에 위치할 수 있다.
상기 차단막은 상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치할 수 있다.
상기 방법은 FOP(Fiber Optic Plate)를 상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 섬광체 및 픽셀 어레이를 포함하는 이미지 센싱 장치의 동작 방법은 상기 픽셀 어레이에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 차단막을 통해 상기 섬광체가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀이 조사된 방사선에 기초하여 제1 픽셀 신호를 생성하는 단계와, 상기 복수의 픽셀들 중에서 상기 픽셀을 제외한 나머지 픽셀은 상기 섬광체가 출력하는 광 및 상기 조사된 방사선에 기초하여 제2 픽셀 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 상기 제1 픽셀 신호 및 제2 픽셀 신호를 조합하여 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차단막은 상기 섬광체가 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는 위치에 위치할 수 있다.
상기 차단막은 상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방사선 이미지 센서의 일 예를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 방사선 이미지 센서의 다른 예를 나타낸다.
도 4는 도 2 또는 도 3에 도시된 방사선 이미지 센서를 통해 획득되는 신호에 대한 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6은 일 실시예에 따른 방사선 이미지 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 방사선 이미지 센싱 장치(radiation image sensing apparatus; 10)은 방사선 이미지 센서(radiation image sensor; 100)를 포함한다. 또한, 방사선 이미지 센싱 장치(10)는 이미지 프로세서(image processor; 200)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 방사선은 엑스선을 의미할 수 있다.
방사선 이미지 센싱 장치(10)는 이미지 프로세서(200)의 제어에 따라, 렌즈(400)를 통해 물체(object; 300) 또는 물체(300)를 투과한 방사선에 의해 표시되는 방사선 이미지를 감지할 수 있다. 물체(300)는 피검체(subject 또는 sample)를 의미할 수 있다.
방사선 이미지 센싱 장치(10)은 엑스선 장치, 엑스선 장치가 부착된 진단 장치, 또는 엑스선 장치가 부착된 휴대용 장치(portable device)에 사용될 수 있다. 예를 들어, 방사선 이미지 센서는 CMOS 기반의 Crystal silicon X-ray image sensor로 구현될 수 있다.
방사선은 방사선 이미지 센서(100)로 조사되고, 방사선 이미지 센서(100)는 조사된 방사선(예를 들어, 엑스레이)을 광으로 변환하는 섬광체로부터 출력되는 광의 일부가 픽셀 어레이로 전달되지 않도록 차단할 수 있다.
예를 들어, 방사선 이미지 센서(100)는 섬광체가 출력하는 광의 일부를 픽셀 어레이에 포함된 하나 이상의 어느 픽셀로 전달하고, 하나 이상의 다른 어느 픽셀로 전달하지 않을 수 있다. 이에, 하나 이상의 어느 픽셀은 조사된 방사선 및 섬광체가 출력하는 광에 기초하여 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 또한, 하나 이상의 다른 어느 픽셀은 조사된 방사선에 기초하여 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
방사선 이미지 센서(100)는 조사된 방사선 및 섬광체가 출력하는 광에 기초한 픽셀 신호와 조사된 방사선에 기초한 픽셀 신호를 신호 프로세서(200)로 출력할 수 있다.
신호 프로세서(200)는 조사된 방사선 및 섬광체가 출력하는 광에 기초한 픽셀 신호와 조사된 방사선에 기초한 픽셀 신호를 조합(또는 가공 및 처리)하여 이미지를 생성할 수 있다.
일 예로, 신호 프로세서(200)는 방사선 이미지 센서(100)와 별개의 칩으로 구현될 수 있다.
다른 예로, 신호 프로세서(200)와 방사선 이미지 센서(100)는 하나의 칩으로 구현될 수 있다. 즉, 신호 프로세서(200)는 이미지 센서(100) 내에 구현될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 방사선 이미지 센서의 일 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 방사선 이미지 센서(100)는 픽셀 어레이(pixel array; 110), 차단층(barrier layer; 130), 및 섬광체(scintillator; 150)를 포함한다.
픽셀 어레이(110)는 복수의 픽셀들(113-1~113-12)을 포함할 수 있다. 도 2에서는 픽셀 어레이(110)가 12개의 복수의 픽셀들(113-1~113-12)로 구현된 것으로 도시하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 픽셀 어레이(110)는 하나 이상의 픽셀로 구현될 수 있다. 도 2 이하에서는 설명의 편의를 위해서 픽셀 어레이(110)가 12개의 복수의 픽셀들(113-1~113-12)로 구현된 것으로 가정하고 설명한다.
픽셀 어레이(110)는 조사된 방사선이 먼저 도달될(또는 통과될) 수 있도록 배치될 수 있다. 조사된 방사선은 1차적으로 픽셀 어레이(110)를 지나친 후 2차적으로 섬광체(150)에 도달할 수 있다. 즉, 픽셀 어레이(110)는 섬광체(150)가 광을 출력하는 측면에 배치될 수 있다.
섬광체(150)는 조사된 방사선을 광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 섬광체(150)는 픽셀 어레이(110)를 지나 도달한 방사선을 광으로 변환할 수 있다. 이후에, 섬광체(150)는 변환된 광을 픽셀 어레이(110)로 출력할 수 있다.
섬광체(150)가 광을 출력하는 측면에 픽셀 어레이(110)를 배치함으로써, 섬광체(150)에서 픽셀 어레이(110)를 지나 도달한 방사선에 응답하여 발광하는 지점은 픽셀 어레이(110)에 근접하게 할 수 있다.
섬광체(150)에서 발생하는 빛의 대부분은 방사선 입사 방향 쪽인 픽셀 어레이(110) 방향 쪽에서 발생하므로, 많은 빛(예를 들어, 직접 조사된 방사선 및 섬광체(150)에서 발생하는 빛)이 픽셀 어레이(110)로 도달할 수 있다. 이에, SNR이 증가하게 됨으로써, 픽셀 어레이(110)로부터 획득되는 이미지에서 물체(300) 정보를 정확하게 얻을 수 있다. 또한, 섬광체(150)의 두께를 두껍게 사용하지 않을 수 있기 때문에, 방사선 이미지 센서(100)에서 발생하는 공간 분해능의 감쇄 문제를 해결할 수 있다.
차단층(130)은 섬광체(150)가 출력하는 광의 일부가 픽셀 어레이(110)로 전달되지 않도록 하기 위한 하나 이상의 차단막(barrier membrane; 133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)을 포함할 수 있다. 차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)은 금속(metal)로 구현될 수 있다.
차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)은 섬광체(150)와 픽셀 어레이(110) 사이에 위치할 수 있다. 도 2에서는 차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)이 픽셀 어레이(110)의 외부에 구현된 것으로 도시하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 실시예에 따라 차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)은 해당 픽셀(113-2, 113-5, 113-8 또는 113-11)의 내부에 구현될 수 있다.
차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)은 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는(또는 상응하는) 위치에 위치할 수 있다. 차단막(133-1)은 픽셀(113-2)에 대응하는 위치에 위치하여 섬광체(150)가 출력하는 광이 픽셀(113-2)로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 차단막(133-3)은 픽셀(113-5)에 대응하는 위치에 위치하여 섬광체(150)가 출력하는 광이 픽셀(113-5)로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 차단막(133-5)는 픽셀(113-8)에 대응하는 위치에 위치하여 섬광체(150)가 출력하는 광이 픽셀(113-8)로 전달되지 않도록 차단할 수 있다. 차단막(133-7)은 픽셀(113-11)에 대응하는 위치에 위치하여 섬광체(150)가 출력하는 광이 픽셀(113-11)로 전달되지 않도록 차단할 수 있다.
픽셀 어레이(110)에 포함된 복수의 픽셀들(113-1~113-12)은 직접 조사되는 방사선을 전달받지만, 픽셀(113-2, 113-5, 113-8 또는 113-11)은 차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)에 의해서 섬광체(150)가 출력하는 광을 전달받을 수 없다.
도 2에 도시된 바와 같이, 방사선이 픽셀 어레이(110)의 픽셀들(113-4~113-9) 영역에 조사된다고 가정하는 경우, 픽셀들(113-4, 113-6, 113-7, 113-9)은 조사된 방사선을 직접 전달받고, 섬광체(150)가 출력하는 광도 전달받을 수 있다. 픽셀들(113-4, 113-6, 113-7, 113-9)은 조사된 방사선 및 섬광체(150)가 출력하는 광에 기초하여 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 픽셀들(113-5, 113-8)은 조사된 방사선을 직접 전달받고, 차단막(133-3, 133-5)를 통해 섬광체(150)가 출력하는 광을 전달받을 수 없다. 이에, 픽셀들(113-5, 113-8)은 조사된 방사선에 기초하여 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
이때, 픽셀들(113-4~113-9)에 직접 반응하는 방사선은 낮은 에너지의 방사선에 해당하고, 섬광체(150)에서 반응하는 방사선은 대부분 높은 에너지의 방사선을 흡수하게 된다.
픽셀들(113-5, 113-8)은 조사된 방사선만을 직접 흡수하여 픽셀 신호를 생성하지만, 픽셀들(113-4, 113-6, 113-7, 113-9)은 많은 빛(예를 들어, 직접 조사된 방사선 및 섬광체(150)에서 발생하는 빛)을 동시에 측정하여 픽셀 신호를 생성하므로, 높은 해상도와 낮은 노이즈의 방사선 이미지를 취득할 수 있다.
또한, 방사선 이미지 센서(100)는 한 번의 촬영으로 픽셀들(113-5, 113-8)의 픽셀 신호와 픽셀들(113-4, 113-6, 113-7, 113-9)의 픽셀 신호를 취득함으로써, 높은 에너지(또는 에너지 물질)에 대한 정보와 낮은 에너지에 해당하는 정보를 모두 취득할 수 있다. 이에, 이미지 프로세서(200)는 픽셀들(113-5, 113-8)의 픽셀 신호와 픽셀들(113-4, 113-6, 113-7, 113-9)의 픽셀 신호를 조합하여 이미지를 생성하고, 이미지로부터 물체(300), 예를 들어 물질의 종류에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 방사선 이미지 센서의 다른 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 방사선 이미지 센서(100)는 FOB(Fiber Optic Plate; 170)을 더 포함할 수 있다. FOB(170)는 섬광체(150)와 픽셀 어레이(110) 사이에 위치할 수 있다.
FOB(170)를 섬광체(150)와 픽셀 어레이(110) 사이에 위치하게 함으로써, 픽셀 어레이(110)에 포함된 픽셀에 직접 측정되는 방사선 정보와 섬광체(150)를 통해 측정되는 방사선 정보의 에너지 차기가 클 수 있다. 이에, 에너지 분해능은 효과적으로 높아질 수 있으며, 방사선 이미지 센서(100)는 더 높은 에너지 분해능을 가질 수 있다.
도 4는 도 2 또는 도 3에 도시된 방사선 이미지 센서를 통해 획득되는 신호에 대한 처리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 픽셀 어레이(110)에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 차단막을 통해 섬광체(150)가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀은 조사된 방사선을 직접 흡수하여 물질(물질 1 및 물질 2)에 대한 제1 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 제1 픽셀 신호는 물질에 대한 직접 이미지의 생성에 이용될 수 있다.
픽셀 어레이(110)에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 섬광체(150)가 출력하는 광을 전달받는 픽셀은 조사된 방사선 및 섬광체(150)가 출력하는 광을 동시에 흡수하여 물질(물질 1 및 물질 2)에 대한 제2 픽셀 신호를 생성할 수 있다. 제2 픽셀 신호는 물질에 대한 간접 이미지의 생성에 이용될 수 있다.
이미지 프로세서(200)는 제1 픽셀 신호와 제2 픽셀 신호를 조합하여 고해상도의 좋은 SNR 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 프로세서(200)는 생성된 이미지를 이용하여 물질 1 및 물질 2를 구분할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 픽셀 어레이(110)에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)을 통해 섬광체(150)가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀은 조사된 방사선에 기초하여 제1 픽셀 신호를 생성할 수 있다(S510).
픽셀 어레이(110)에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 섬광체(150)가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀을 제외한 나머지 픽셀은 섬광체(150)가 출력하는 광 및 조사된 방사선에 기초하여 제2 픽셀 신호를 생성할 수 있다(S530).
이미지 프로세서(200)는 제1 픽셀 신호와 제2 픽셀 신호를 조합하여 이미지를 생성할 수 있다(S550).
도 6은 일 실시예에 따른 방사선 이미지 센싱 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 조사된 방사선이 광으로 변환하는 섬광체(150)는 형성될 수 있다(S610).
섬광체(150)가 출력하는 광의 일부가 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이(110)로 전달되지 않도록 차단하기 위한 차단막(133-1, 133-3, 133-5 또는 133-7)은 형성될 수 있다(S630).
픽셀 어레이(110)는 섬광체(150)가 광을 출력하는 측면에 배치될 수 있다(S650).
상술한 방사선 이미지 센싱 장치(10)의 에너지 분해를 통해 의료 분야에서는 질병의 진단이 더욱 용이해 지고 기존의 엑스선으로 판별이 불가능한 종양에 대한 진단이 더 정확해 질 수 있다. 특히, 유방암 진단과 같이 영상으로 진단이 어려운 분야에서 큰 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 산업 분야에서 결함 검사에서도 여러 물질을 나누어 물질별로 검수가 가능하므로, PCB나 전장 부품과 같은 전자/전기 부품의 전수 검수에 효과적으로 대응할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 조사된 방사선을 광으로 변환하는 섬광체;
    상기 섬광체가 광을 출력하는 측면에 배치되고, 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이;
    상기 섬광체가 출력하는 광의 일부가 상기 픽셀 어레이로 전달되지 않도록 차단하기 위한 차단막(barrier membrane)
    을 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은,
    상기 섬광체가 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는 위치에 위치하는 방사선 이미지 센싱 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차단막은,
    상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치하는 방사선 이미지 센싱 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치하는 FOP(Fiber Optic Plate)
    를 더 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀들 중에서 상기 차단막을 통해 상기 섬광체가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀은 상기 조사된 방사선에 기초하여 제1 픽셀 신호를 생성하고,
    상기 복수의 픽셀들 중에서 상기 픽셀을 제외한 나머지 픽셀은 상기 섬광체가 출력하는 광 및 상기 조사된 방사선에 기초하여 제2 픽셀 신호를 생성하는 방사선 이미지 센싱 장치.

  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 픽셀 신호 및 제2 픽셀 신호를 조합하여 이미지를 생성하는 이미지 프로세서
    를 더 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 상기 복수의 픽셀들 중에서 해당 픽셀 내에 구현되는 방사선 이미지 센싱 장치.
  8. 조사된 방사선을 광으로 변환하는 섬광체를 형성하는 단계;
    상기 섬광체가 출력하는 광의 일부가 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이로 전달되지 않도록 차단하기 위한 차단막(barrier membrane)을 형성하는 단계; 및
    상기 픽셀 어레이를 상기 섬광체가 광을 출력하는 측면에 배치하는 단계
    를 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차단막은,
    상기 섬광체가 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는 위치에 위치하는 방사선 이미지 센싱 장치 제조 방법.

  10. 제9항에 있어서,
    상기 차단막은,
    상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치하는 방사선 이미지 센싱 장치 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    FOP(Fiber Optic Plate)를 상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 형성하는 단계
    를 더 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치 제조 방법.
  12. 섬광체 및 픽셀 어레이를 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 픽셀 어레이에 포함된 복수의 픽셀들 중에서 차단막을 통해 상기 섬광체가 출력하는 광을 전달받지 못하는 픽셀이 조사된 방사선에 기초하여 제1 픽셀 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 복수의 픽셀들 중에서 상기 픽셀을 제외한 나머지 픽셀은 상기 섬광체가 출력하는 광 및 상기 조사된 방사선에 기초하여 제2 픽셀 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 픽셀 신호 및 제2 픽셀 신호를 조합하여 이미지를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 차단막은,
    상기 섬광체가 출력하는 광이 전달되지 않도록 하기 위한 픽셀마다 픽셀에 대응하는 위치에 위치하는 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차단막은,
    상기 섬광체와 상기 픽셀 어레이 사이에 위치하는 방사선 이미지 센싱 장치의 동작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH1184013A (ja) * 1997-09-02 1999-03-26 Shimadzu Corp 放射線検出器
JP2001311779A (ja) * 2000-03-07 2001-11-09 Marconi Medical Systems Inc Ｘ線検出器
JP5213923B2 (ja) * 2010-01-29 2013-06-19 キヤノン株式会社 Ｘ線撮像装置およびｘ線撮像方法

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