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대면적 X선 영상센서의 영상품질과 Readout Speed 향상에 관한 연구 = A study of image quality and readout speed for large x-ray image sensor
서명 / 저자 대면적 X선 영상센서의 영상품질과 Readout Speed 향상에 관한 연구 = A study of image quality and readout speed for large x-ray image sensor / 김명수.
저자명 김명수 ; Kim, Myung-Soo
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2013].
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8025184

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MNE 13001

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초록정보

In mammography or non-destructive CT inspection, a sensor is needed not only very large size but also high resolution and fast frame rate. high resolution brings low frame rate. That is because high resolution has many column low. So, to make high resolution single frame image, lots of transfer times are needed. The transfer time means sums of charging time, reading time and discharging time at current source output impedance node. Large X-ray image sensor has parasitic effect with long metal line. These effects is calculated and modeled by resistor and capacitor. With these parasitic effects, reducing pixel output voltage and long discharging time problem disturb wide dynamic range, high signal and noise ratio and high speed image process. To solve these problems, differential transfer active pixel structure(APS) and current tap are applied. Differential transfer APS is composed with two sample and hold circuit in pixel level and transfers signals for correlated double sampling at one go. Current tap is for releasing trash-charge in output node. Because these trash-charge is caused for large discharging time. A result of simulation and chip test shows these offered structures are effective in reducing transfer time without any decreasing output voltage swing range. With differential transfer APS and current tap, we can get more than quadruple fast large image sensor.

맘모그라피나 산업용 CT에 사용되는 대면적 영상센서는 큰 센서 크기와 고해상도, 그리고 빠른 영상 처리속도의 조건을 모두 갖추어야 한다. 고 해상도와 빠른 영상 처리는 서로 반비례 관계에 있게 되므로 고 해상도에서 빠른 영상속도를 구현하기 위해서 신호 전달 속도를 고려해 주어야 한다. 특히 대면적 영상센서의 경우 센서의 크기가 크기 때문에 저항과 커패시터 기생성분들이 발생하게 된다. 이로 인해 영상 품질과 신호 전달 속도에 영향을 미치게 되는데, 특히 최대 전압 스윙 범위가 줄어들고 방전시간이 증가하여 빠른 속도로 동작하는데 있어서 영상 품질이 떨어지는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 픽셀 내부에 Sample and hold 회로를 구현한 차동신호 전달 방식의 픽셀과 짧은 시간동안 쌓여 있는 전하를 빼내는 원리의 전류꼭지 구조를 제안 및 적용하였다. 시뮬레이션 및 테스트 결과 차동구조와 전류꼭지를 사용한 경우 사용하지 않았을 경우에 비해 4배 이상의 속도 향상 효과를 얻을 수 있었다.

서지기타정보

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청구기호 {MNE 13001
형태사항 iv, 40 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Myung-Soo Kim
지도교수의 한글표기 : 조규성
지도교수의 영문표기 : Gyu-Seong Cho
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 원자력및양자공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 35
주제 대면적 영상센서
X선 영상센서
고속동작
large area cmos image sensor
X-ray sensor
fast readout
current source
in-pixel sample and hold
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