KR102755987B1 - 광 검출 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 검출 장치 및 이의 구동 방법에 관한 발명으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치는, 스위칭 소자 및 광 다이오드를 포함하는 복수의 화소, 복수의 게이트 라인을 통해 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부, 복수의 화소에서 출력된 데이터 신호를 인가 받아, 대상체의 화상을 구현하는 데이터 처리부 및 게이트 구동부 및 데이터 처리부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 데이터 처리부는 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하고, 노이즈 신호에 기초하여 노이즈 샘플링 신호를 출력하고, 타이밍 제어부는 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하고, 게이트 구동부는 게이트 지연 신호에 기초하여, 게이트 신호를 지연시켜, 광 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

광 검출 장치 및 이의 구동 방법 {PHOTO DETECTING APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 광 검출 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간접 방식의 광 검출 장치 및 이의 구동 방법의 제조 방법에 관한 것이다.

방사선(Radiation)이란 어떤 한 점에서 모든 방향으로 뻗쳐가는 특성을 지닌 빛 혹은 입자를 말한다. 이 중 외부로부터 강한 에너지를 받으면 전리작용이 일어나 내부적으로 에너지 변화를 발생시키는 방사선이 존재하는데 이를 전리방사선이라 부른다. 자연계의 다양한 전리방사선은 각기 고유한 파장을 지니며 이 중 짧은 파장으로 인해 높은 에너지 준위를 가진 전리방사선으로는 대표적으로 엑스레이(X-ray)가 있다.

현대 사회에서 엑스레이는 다양한 장치에서 활용되고 있다. 이러한 장치들은 기본적으로, 엑스레이를 발생시켜 물체를 투과시킨 후 검출기를 통해 투과된 정도를 파악하는 방식으로 이루어지고, 상기 광 검출 장치의 방식에는 다음 두 가지가 존재한다.

먼저, 직접 방식의 광 검출 장치는 셀레늄(Selenium)이나 실리콘(Silicon)과 같은 광 변환 물질이 분석 물질을 투과한 엑스레이를 전자로 바꾸고 이후 패널이 이 전자를 감지해 정보를 판독해 낸다.

반면 간접 방식의 광 검출 장치는 신틸레이터(Scintillator)가 분석 물질을 투과한 엑스레이를 가시광선인 형광으로 바꾸고 광 다이오드(photo diode) 혹은 CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)센서가 가시광선을 전자로 바꾸어 이러한 전기신호를 이후 패널이 감지해 정보를 판독해낸다. 특히 간접 방식의 광 검출 장치는 저 전압 하에 운용이 가능해 휴대가 가능하도록 제작할 수 있고 방사선 피복이 적어 의료 및 산업 분야에서 각광받고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 누설 전류에 의한 노이즈 신호를 최소화 할 수 있는 광 검출 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광 누설 전류에 의한 노이즈 신호에 따라 게이트 신호 및 데이터 신호를 조절할 수 있는 광 검출 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것이다.

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

본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치는 스위칭 소자 및 광 다이오드를 포함하는 복수의 화소, 복수의 게이트 라인을 통해 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부, 복수의 화소에서 출력된 데이터 신호를 인가 받아, 대상체의 화상을 구현하는 데이터 처리부 및 게이트 구동부 및 데이터 처리부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 데이터 처리부는 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하고, 노이즈 신호에 기초하여 노이즈 샘플링 신호를 출력하고, 타이밍 제어부는 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하고, 게이트 구동부는 게이트 지연 신호에 기초하여, 게이트 신호를 지연시켜, 광 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법은 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하는 단계, 노이즈 신호에 기초하여, 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 단계, 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하는 단계 및 게이트 지연 신호에 기초하여, 게이트 신호를 지연시키는 단계를 포함하여, 노이즈 신호에 의한 영상 왜곡을 최소화시켜, 대상체를 보다 정확하게 구현할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명은 광 다이오드에 누설 전류로 인한 계조 증가를 방지할 수 있어, 광 검출 장치의 광 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 노이즈에 의한 영상 왜곡을 최소화시켜, 대상체를 보다 정확하게 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치에 광이 도달하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 각각의 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예 따른 광 검출 장치의 게이트 신호, 제1 노드의 전압 및 제2 노드의 전압을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치에서 게이트 신호의 지연이 없을 경우에 누설 전류에 의해 변화된 제1 노드의 전압 및 제2 노드의 전압을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 타이밍 제어부, 게이트 구동부 및 데이터 처리부의 신호 전달 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 신호의 지연을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 데이터 처리부의 신호 전달 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치에 광이 도달하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 엑스레이 발생기(X-Ray Generator; XG), 대상체(Target; TG), 신틸레이터(Scintillator; ST) 및 광 검출 장치(100)가 순차적으로 배치된다.

엑스레이 발생기(XG)는 대상체(TG)를 투과시키는 엑스레이를 발생시키는 장치이다. 엑스레이를 발생시키려면 전자의 보급과 전자의 가속 및 가속 전자의 급격한 저지가 필요하다. 이에, 엑스레이 발생기(XG)는 전자를 보급하는 음극(Cathode)과 전자를 가속시키는 고압 발생 장치, 가속 전자를 급격하게 저지하는 대음극으로 이루어진다. 대음극은 가속 전자의 일부 에너지가 열로 바뀌어 고온이 될 수 있으므로, 엑스레이 발생기(XG)는 대음극을 냉각시키는 수단을 더 포함할 수 있다.

신틸레이터(ST)는 대상체(TG)를 투과한 엑스레이를 형광인 가시광선으로 변환한다. 신틸레이터(ST)는 엑스레이가 부딪히면 가시광선을 발하는 형광 물질로 구성될 수 있다. 구체적으로, 신틸레이터(ST)는 NaI, ZnS, CsI, LiI 등으로 구성될 수 있다.

광 검출 장치(100)는 신틸레이터(ST)에 의해 변환된 가시광선의 세기를 검출한다. 후술할 바와 같이, 광 검출 장치(100)는 복수의 광 다이오드(photo diode)를 포함한다. 그리고, 각각의 광 다이오드는 신틸레이터(ST)에 의해 변환된 가시광선의 세기에 따라 광전류를 생성한다. 각각의 광 다이오드에 의해 생성된 광전류를 이용하여 데이터 신호(Vout)를 출력함으로써, 대상체(TG)의 형태를 표현할 수 있다.

이하에서는 도는 도 2 내지 4b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)의 구성 및 동작 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)는 검출 패널(115), 타이밍 제어부(111), 게이트 구동부(112), 데이터 처리부(113) 및 전압 공급부(114)를 포함할 수 있다.

검출 패널(115)은 신틸레이터(ST)에 의해 변환된 가시광선의 세기를 검출하는 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각각의 화소(PX)는 교차되는 게이트 라인(GL1 내지 GLn)과 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 의해 정의 될 수 있으며, 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 화소(PX)는 적어도 하나의 게이트 라인(GL1 내지 GLn), 적어도 하나의 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 및 적어도 하나의 전압 라인(VL1 내지 VLm)에 연결될 수 있다.

각각의 화소(PX)는 적어도 하나의 광 다이오드를 포함하여, 광 다이오드에 인가된 가시광선을 데이터 신호로 변환하고, 데이터 신호를 적어도 하나의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 출력한다.

도 2에서, 복수의 화소(PX)는 매트릭스 형태로 배치되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 신틸레이터(ST)에 의해 변환된 가시광선의 입사 위치 및 입사 방향에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

타이밍 제어부(111)는 게이트 구동부(112)의 게이트 구동 타이밍 및 데이터 처리부(113)의 데이터 처리 타이밍을 제어한다.

타이밍 제어부(111)는 게이트 구동부(112)에 게이트 제어 신호(GCS) 및 게이트 지연 신호(GDS)를 출력하여, 게이트 구동부(112)의 구동 타이밍을 제어한다.

그리고, 타이밍 제어부(111)는 데이터 처리부(113)에 데이터 처리 신호(DPS)를 출력하여, 데이터 처리 타이밍을 제어한다.

구체적으로, 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 신호 및 복수의 게이트 클락 신호를 포함할 수 있다. 그리고, 게이트 지연 신호(GDS)는 게이트 구동부(112)의 각각의 스테이지에 개별적으로 입력되어, 게이트 신호의 출력 타이밍을 지연시킨다. 이에 대한 구체적인 내용은 도 6 및 도 7을 참조하여, 후술한다.

게이트 구동부(112)는 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)을 통하여, 복수의 화소(PX)에 게이트 신호를 출력한다.

게이트 구동부(112)는 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn) 각각에 연결된 복수의 스테이지를 포함할 수 있다. 복수의 스테이지 각각은 순차적으로 복수의 게이트 라인(GL1 내지 GLn)에 게이트 신호를 출력할 수 있다.

구체적으로 게이트 구동부(112)가 출력하는 게이트 신호는 2개의 펄스를 포함하는 파형일 수 있다. 게이트 신호의 제1 펄스는 각각의 화소(PX)를 초기화시키고, 게이트 신호 제1 펄스 이후의 제2 펄스는 각각의 화소(PX)를 턴온시켜, 각각의 화소(PX)가 가시광선의 세기를 측정할 수 있도록 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)의 게이트 구동부(112)는 제1 펄스의 폭을 조절함으로써, 제1 펄스와 제2 펄스 사이의 시간 간격을 일정 범위로 조정할 수 있다. 이에, 복수의 화소(PX)가 턴오프되는 시간을 일정 범위로 제어하여, 복수의 화소(PX)가 턴오프시 발생하는 광 다이오드의 누설 전류가 흐를 수 있는 시간을 일정 범위 내로 조절 가능하다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 검 광출 장치(100)는 누설 전류를 일정 범위로 제어하여, 검 광출 장치(100)에 의해 표시되는 대상체(TG)의 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 제어부(111) 및 게이트 구동부(112)의 구체적인 동작은 도 6 및 도 7을 참조하여 후술한다.

데이터 처리부(113)는 각각의 화소(PX)에서 출력된 데이터 신호를 인가 받아, 데이터 신호를 처리하여 대상체(TG)의 화상을 구현한다.

데이터 처리부(113)는 복수의 화소(PX)와 복수의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)을 통해 연결될 수 있다. 하나의 열에 배치되는 복수의 화소(PX)는 하나의 데이터 라인(DL1 내지 DLm)에 연결될 수 있다. 다만, 데이터 처리부(113), 데이터 라인(DL1 내지 DLm) 및 복수의 화소(PX)의 연결 관계는 이에 한정되지 않고, 광 검출 장치(100)의 설계의 필요성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 데이터 처리부(113)는 대상체(TG)의 화상을 구현할 뿐만 아니라, 보다 정확한 화상 구현을 위해 다양한 보상 회로를 더 포함할 수 있다. 데이터 처리부(113)에 포함되는 보상 회로로 인해, 대상체(TG)는 보다 정확하게 표현될 수 있다.

전압 공급부(114)는 복수의 화소(PX) 각각에 필요한 다양한 전압을 제공한다.

구체적으로 복수의 화소(PX) 각각에는 광 다이오드가 포함되고 광 다이오드에 광전류를 흐르게 하기 위하여, 광 다이오드에는 일정 전압이 인가 되어야 한다.

이에, 전압 공급부(114)는 광 다이오드의 애노드에 역바이어스 전압을 인가하여, 광 다이오드에 의해 광전류가 생성되도록 한다.

전압 공급부(114)는 광 다이오드에 전압을 인가하는 것 이외에 복수의 화소(PX) 각각에 필요한 다양한 전압을 공급할 수 있다. 후술할 바와 같이, 복수의 화소(PX)에는 적분기를 구현하기 위한 오피 앰프(Operational Amplifier)가 구비되는데 오피 앰프의 입력단에 일정 전압을 공급하는 역할을 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 각각의 화소를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)의 각각의 화소(PX)는 오피 앰프(OP), 스위칭 소자(SW), 광 다이오드(D)를 포함할 수 있다.

광 다이오드(D)는, 각각의 화소(PX)에 입사된 가시광선을 광전류를 변환하는 역할을 한다.

구체적으로, 광 다이오드(D)는 광 변환효율 향상을 위하여, P 타입 반도체층, 진성(Intrinsic) 반도체 및 N 타입 반도체층을 포함하는 PIN 광 다이오드(D)일 수 있다.

광 다이오드(D)의 제1 전극인 양극(Anode)은 전압 라인(VL)에 연결될 수 있다. 광 다이오드(D)의 양극(Anode)은 전압 라인(VL)을 통하여, 전압 공급부(114)로부터 바이어스 전압(Vbias)을 인가받을 수 있다.

광 다이오드(D)의 제2 전극인 음극(Cathode)는 스위칭 소자(SW)를 통하여, 오피 앰프(OP)에 연결될 수 있다.

만약, 광 다이오드(D)에 가시광선에 입사될 경우, 광 다이오드(D)의 진성(Intrinsic) 반도체에는 채널층(channel layer)이 형성되어, 광 다이오드(D)의 양극(Anode)와 음극(Cathode)사이에는 광전류가 흐르게 된다. 이에, 광 다이오드(D)의 음극(Cathode)의 전압은 양극(Anode)에 인가된 바이어스 전압(Vbias)에 가까워지게 된다.

구체적으로, 광 다이오드(D)에 입사되는 가시광선의 세기가 높을수록, 광 다이오드(D)에서 생성되는 광 전류의 세기도 높을 수 있다. 이에, 광 다이오드(D)의 음극(Cathode)의 전압은 바이어스 전압(Vbias)에 더욱 가까워진다.

반대로, 광 다이오드(D)에 가시광선이 입사되지 않는 경우, 광 다이오드(D)의 진성(Intrinsic) 반도체에는 공핍층(depletion layer)이 형성되어, 광 다이오드(D)의 양극(Anode)와 음극(Cathode)사이에는 광전류가 흐르지 않게 된다.

스위칭 소자(SW)는 스캔 타임 동안에 광 다이오드(D)의 음극(Cathode)과 오피 앰프(OP)의 입력단을 전기적으로 연결시킨다.

스위칭 소자(SW)는 박막 트랜지스터로 구성될 수 있으며, 박막 트랜지스터의 게이트 전극인 게이트 라인(GL)에 연결되고, 박막 트랜지스터의 소스 전극은 광 다이오드(D)의 음극(Cathode)에 연결되고, 박막 트랜지스터의 드레인 전극은 오피 앰프(OP)의 입력단에 연결될 수 있다.

이하에서는 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 광 다이오드(D)의 음극(Cathode)이 연결되는 노드를 제1 노드(N1)로 정의하고, 박막 트랜지스터의 드레인 전극 및 오피 앰프(OP)의 입력단이 연결되는 노드를 제2 노드(N2)로 정의한다.

구체적으로, 스위칭 소자(SW)의 게이트 전극에 하이 레벨의 게이트 신호(Vgate)가 인가되는 동안에, 즉 스캔 타임 동안에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 연결된다.

오피 앰프(OP)의 특성상, 오피 앰프(OP) 입력단인 제2 노드(N2)의 전압은 오피 앰프(OP)의 다른 입력단에 인가되는 기준 전압(Vref)으로 유지되므로, 스캔 타임 동안 제1 노드(N1)의 전압은 제2 노드(N2)의 전압인 기준 전압(Vref)으로 변경된다.

오피 앰프(OP)는 입력단과 출력단 사이에 커패시터(C)가 연결되어, 입력단과 출력단 사이의 전압을 적분하여, 이를 데이터 신호(Vout)로 출력한다. 즉, 오피 앰프(OP)와 커패시터(C)는 적분기(Integrator)로 동작한다.

구체적으로, 오피 앰프(OP)의 입력단에는 제2 노드(N2) 및 커패시터(C)의 일 전극이 연결될 수 있고, 오피 앰프(OP)의 다른 입력단에는 고정 전위인 기준 전압(Vref)이 인가될 수 있고, 오피 앰프(OP)의 출력단에는 커패시터(C)의 타 전극 및 데이터 라인(DL1 내지 DLm)이 연결될 수 있다.

그리고, 오피 앰프(OP)의 출력 전압인 데이터 신호(Vout)는 입력단 사이의 전압의 적분값이 반영된다. 구체적으로, 데이터 신호(Vout)는 [수학식 1]로 표현될 수 있다.

[수학식 1]

여기서, R은 제2 노드(N2)를 포함하는 배선의 저항(Resistance)을 의미하고, C는 커패시터(C)의 정전용량(Capacitance)를 의미하고, Vn2는 제2 노드(N2)의 전압을 의미한다.

구체적으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 광 검출 장치(100)의 동작 방식을 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예 따른 광 검출 장치의 게이트 신호, 제1 노드의 전압 및 제2 노드의 전압을 나타낸 그래프이다.

구체적으로, 도 4a는 광 검출 장치(100)에 가시광선이 조사된 경우를 나타낸 것이고, 도 4b는 광 검출 장치(100)에 가시광선이 조사되지 않은 경우를 나타낸 것이다.

도 4a 및 도 4b를 참고하면, 게이트 신호(Vgate)는 t0~t1 구간에서 하이 레벨이고, t1~t2 구간에서 로우 레벨이고, t2~t3 구간에서 하이 레벨이다.

먼저, 광 검출 장치(100)에 가시광선이 조사된 경우에 대해서, 도 4a를 참고하여 설명한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, t0~t1 구간에서 스위칭 소자(SW)는 턴온된다. 이에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 연결된다. 오피 앰프(OP)의 특성상 제2 노드의 전압(Vn2)은 다른 입력단에 인가되는 기준 전압(Vref)으로 유지되므로, 제1 노드의 전압(Vn1)은 제2 노드의 전압(Vn2)과 동일해진다. 즉, t0~t1 구간에서 제1 노드의 전압(Vn1)은 기준 전압(Vref)으로 초기화된다. 따라서, t0~t1 구간은 초기화 구간으로도 정의될 수 있다.

다음으로, t1~t2 구간에서 스위칭 소자(SW)는 턴오프된다. 이에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 분리된다. 그리고, t1~t2 구간에서, 신틸레이터(ST)에 의해 엑스레이로부터 변환된 가시광선이 광 다이오드(D)에 입사된다. 따라서, 광 다이오드(D)에는 채널층(channel layer)이 형성되어, 제1 노드의 전압(Vn1)은 바이어스 전압(Vbias)으로 점점 강하된다.

여기서, 광 다이오드(D)에 입사되는 가시광선의 세기가 높을수록, 제1 노드의 전압(Vn1)은 바이어스 전압(Vbias)에 가까워진다.

즉, t1~t2 구간에서, 가시광선이 세기가 제1 노드의 전압(Vn1)으로 기입된다. 따라서, 제2 시구간 t1~t2 구간은 기입구간으로 정의 될 수 있다.

다음으로 t2~t3 구간에서, 스위칭 소자(SW)는 턴온된다. 이에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 연결된다. 제2 시구간 t1~t2 구간에서 제2 노드의 전압(Vn2)은 기준 전압(Vref)은 고정되나 제1 노드의 전압(Vn1)은 강하 되었으므로, t2~t3 구간에서 제2 노드의 전압(Vn2)은 순간적으로 제1 노드의 전압(Vn1)까지 강하되었다가, 제1 노드의 전압(Vn1) 및 제2 노드의 전압(Vn2) 모두 기준 전압(Vref)까지 상승된다.

즉, 제2 노드의 전압(Vn2)은 t2~t3 구간에서만 순간적으로 기준 전압(Vref)에서 떨어지게 되고, 다시 기준 전압(Vref)으로 상승된다.

상술한 바와 같이, 오피 앰프(OP)의 출력 전압인 데이터 신호(Vout)는 입력단 사이의 전압인 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이의 적분값이 반영된다.

따라서, t2~t3 구간에서, 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이의 적분값을 반영하여, 데이터 신호(Vout)가 출력된다. 이에, t2~t3 구간은 스캔 구간 또는 출력 구간으로도 정의될 수 있다.

이에, 광 다이오드(D)에 입사되는 가시광선의 세기가 높을수록, 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이는 커질 것이고, 기준 전압(Vref)의 차이가 커질수록 이의 적분 값도 커질 것이다.

즉, 광 다이오드(D)에 입사되는 가시광선의 세기가 높을수록 데이터 신호(Vout)의 크기도 커지게 된다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)는 각 화소의 광 다이오드(D)에 입사되는 가시광선의 세기를 반영하여, 데이터 신호(Vout)를 출력함으로써, 대상체(TG)를 표현할 수 있다.

이와 반대로, 광 검출 장치(100)에 가시광선이 조사되지 경우에 대해서, 도 4b를 참고하여 설명한다.

도 4b에 도시된 바와 같이, t0~t1 구간에서 스위칭 소자(SW)는 턴온된다. 이에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 연결되어, 제1 노드의 전압(Vn1)은 제2 노드의 전압(Vn2)과 동일해진다. 즉, t0~t1 구간에서 제1 노드의 전압(Vn1)은 기준 전압(Vref)으로 초기화된다.

다음으로, t1~t2 구간에서 스위칭 소자(SW)는 턴오프된다. 이에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 분리된다. 그러나, t1~t2 구간에서, 신틸레이터(ST)에 의해 엑스레이로부터 변환된 가시광선이 광 다이오드(D)에 입사되지 않는다. 광 다이오드(D)에는 공핍층(depletion layer)이 형성되어, 제1 노드의 전압(Vn1)의 크기는 변하지 않는다.

다음으로 t2~t3 구간에서, 스위칭 소자(SW)는 턴온된다. 이에, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2)는 전기적으로 연결된다. 그러나, t1~t2 구간에서, 제1 노드의 전압(Vn1) 및 제2 노드의 전압(Vn2)은 모두 기준 전압(Vref)으로 고정된 상태이므로, t2~t3 구간에서 제1 노드의 전압(Vn1) 및 제2 노드의 전압(Vn2)은 모두 기준 전압(Vref)으로 유지된다.

이에, 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이가 없으므로, 데이터 신호(Vout)는 최저 세기로 출력될 수 있다.

이에, 모든 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)는 최저 세기이므로, 광 검출 장치(100)가 구현하는 화상은 최저 계조가 표현된다. 즉, 광 검출 장치(100)에 가시광선이 조사되지 경우에는 광 검출 장치(100)는 검은 화면을 구현하게 된다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)에서 게이트 신호(Vgate)의 지연이 없을 경우에, 광 검출 장치(100)에 포함되는 광 다이오드(D)에 가시광선이 조사되지 않더라도, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여, 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치에서 게이트 신호의 지연이 없을 경우에 누설 전류에 의해 변화된 제1 노드의 전압 및 제2 노드의 전압을 나타낸 그래프이다.

구체적으로, 도 5에 제1 게이트 라인에 출력되는 제1 게이트 신호(Vgate 1), 제(n/2) 게이트 라인에 출력되는 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 및 제n 게이트 라인에 출력되는 제n 게이트 신호(Vgate (n))를 도시하였다.

구체적으로, 제1 노드의 전압(Vn1)을 기준 전압(Vref)으로 초기화하기 위하여, 제1 게이트 신호(Vgate 1), 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 및 제n 게이트 신호(Vgate (n))은 모두 t0~t1 구간 동안 하이레벨로 상승된다.

다음으로, 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)의 스위칭 소자(SW)를 턴온시키기 위하여, 제1 게이트 신호(Vgate 1)이 t2~t3 구간 동안 하이레벨로 상승된다.

다음으로, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)의 스위칭 소자(SW)를 턴온시키기 위하여, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))가 t4~t5 구간 동안 하이레벨로 상승된다.

다음으로, 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)의 스위칭 소자(SW)를 턴온시키기 위하여, 제n 게이트 신호(Vgate (n))가 t6~t7 구간 동안 하이레벨로 상승된다.

여기서, 각 화소(PX)의 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간동안 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여, 광 다이오드(D)에 가시광선이 조사되지 않더라도 제1 노드의 전압(Vn1)이 바이어스 전압(Vbias)으로 점점 전압 강하되는 문제점이 발생한다.

예를 들어, 기준 전압(Vref)이 1V이고, 바이어스 전압(Vbias)이 -5V로 가정하여 광 검출 장치(100)의 누설 전류로 인한 문제점을 설명한다.

제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)를 기준으로, 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간 동안 제1 노드의 전압(Vn1)은 기준 전압(Vref)인 1V에서 -3V로 전압 강하된다. 이후, 스위칭 소자(SW)가 턴온되고, 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이가 -4V 발생하였으므로, 이에 대응되는 세기의 노이즈 신호(Vnoise)가 출력된다.

그리고, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)를 기준으로, 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간 동안 제1 노드의 전압(Vn1)은 기준 전압(Vref)인 1V에서 -4.5V로 전압 강하된다. 이후, 스위칭 소자(SW)가 턴온되고, 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이가 -5.5V 발생하였으므로, 이에 대응되는 세기의 노이즈 신호(Vnoise)가 출력된다.

제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)를 기준으로, 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간 동안 제1 노드의 전압(Vn1)은 기준 전압(Vref)인 1V에서 -5V로 전압 강하된다. 이후, 스위칭 소자(SW)가 턴온되고, 제2 노드의 전압(Vn2)과 기준 전압(Vref)의 차이가 -6V 발생하였으므로, 이에 대응되는 세기의 노이즈 신호(Vnoise)가 출력된다.

즉, 각 화소(PX)의 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간동안 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여, 광 다이오드(D)에 가시광선이 조사되지 않더라도 서로 다른 세기의 노이즈 신호(Vnoise)가 출력되는 문제점이 발생한다.

구체적으로, 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다.

이에, 광 검출 장치(100)에 가시광선이 조사되지 않더라도 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)로 갈수록 점점 높은 계조의 화면이 구현되는 문제점이 발생한다.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 게이트 신호(Vgate)를 다음과 같이 변조시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 타이밍 제어부, 게이트 구동부 및 데이터 처리부의 신호 전달 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)에서, 데이터 처리부(113)는 타이밍 제어부(111)에 노이즈 샘플링 신호(NSS)를 출력한다. 구체적으로, 데이터 처리부(113)는 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기를 측정하여, 이를 반영한 노이즈 샘플링 신호(NSS)를 생성하여 타이밍 제어부(111)에 출력한다.

즉, 노이즈 샘플링 신호(NSS)는, 광 다이오드(D)의 누설 전류에 의해 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 반영된 신호이다.

일례로, 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다.

이에, 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다.

타이밍 제어부(111)는 게이트 구동부(112)의 각각의 스테이지(112-1, 112-(n/2), 112-n)에 게이트 제어 신호(GCS1, GCS(n/2), GCS(n)) 뿐만 아니라, 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기를 반영한 게이트 지연 신호(GDS1, GDS(n/2), GDS(n))도 출력한다.

구체적으로, 타이밍 제어부(111)는 게이트 구동부(112)의 제1 스테이지(112-1)에 제1 게이트 제어 신호(GCS1) 및 제1 게이트 지연 신호(GDS1)를 출력한다. 그리고, 타이밍 제어부(111)는 게이트 구동부(112)의 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))에 제(n/2) 게이트 제어 신호(GCS(n/2)) 및 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))를 출력한다. 그리고, 타이밍 제어부(111)는 게이트 구동부(112)의 제n 스테이지(112-n)에 제n 게이트 제어 신호(GCS(n)) 및 제n 게이트 지연 신호(GDS(n))를 출력한다.

구체적으로, 게이트 구동부(112)의 제1 스테이지(112-1)에 출력되는 제1 게이트 지연 신호(GDS1)의 세기보다 게이트 구동부(112)의 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))에 출력되는 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))의 세기가 높다. 그리고, 게이트 구동부(112)의 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))에 출력되는 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))의 세기보다 게이트 구동부(112)의 제n 스테이지(112-(n))에 출력되는 제n 게이트 지연 신호(GDS(n))의 세기가 높다.

이하에서는 도 7을 참조하여, 게이트 지연 신호에 따른 게이트 신호(Vgate)의 지연을 설명한다

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 신호의 지연을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이, 게이트 구동부(112)가 출력하는 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))는 스위칭 소자(SW)를 턴온시키는 2개의 펄스를 포함하는 파형일 수 있다. 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))의 제1 펄스는 각각의 화소(PX)를 초기화시키고, 게이트 신호 제1 펄스 이후의 제2 펄스는 각각의 화소(PX)를 턴온시켜, 각각의 화소(PX)가 가시광선의 세기를 측정할 수 있도록 한다.

게이트 구동부(112)의 각각의 스테이지(112-1, 112-(n/2), 112-n)는 게이트 지연 신호(GDS1, GDS(n/2), GDS(n))에 따라 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))의 제1 펄스의 폭을 연장시켜, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))을 지연시킨다. 다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)에서, 게이트 구동부(112)의 각각의 스테이지(112-1, 112-(n/2), 112-n)는 제1 펄스의 하강 시점을 지연시켜, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))을 지연시킨다.

구체적으로 도 7을 참조하면, 제1 스테이지(112-1)는 제1 게이트 지연 신호(GDS1)를 인가 받아, 제1 게이트 라인(GL1)에 출력되는 제1 게이트 신호(Vgate 1)의 제1 펄스의 폭을 t0~t1에서 t0~t1'으로 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 제1 게이트 신호(Vgate 1)의 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'으로 지연시킨다. 이에, 제1 게이트 신호(Vgate 1)은 t0~t1' 구간에서 하이 레벨이고, t1'~t2 구간에서 로우 레벨이고, t2~t3 구간에서 하이 레벨일 수 있다. 즉, 제1 게이트 신호(Vgate 1)이 로우 레벨인 구간은 t1~t2에서 t1'~t2로 짧아 질 수 있다.

제(n/2) 스테이지(112-(n/2))는 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))를 인가 받아, 제(n/2) 게이트 라인(GL(n/2))에 출력되는 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 제1 펄스의 폭을 t0~t1에서 t0~t1''으로 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1''으로 지연시킨다. 이에, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))은 t0~1'' 구간에서 하이 레벨이고, t1''~t4 구간에서 로우 레벨이고, t4~t5 구간에서 하이 레벨일 수 있다. 즉, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))이 로우 레벨인 구간은 t1~t4에서 t1''~t4로 짧아 질 수 있다.

제n 스테이지(112-(n))는 제n 게이트 지연 신호(GDS(n))를 인가 받아, 제n 게이트 라인(GL(n))에 출력되는 제n 게이트 신호(Vgate (n)) 제1 펄스의 폭을 t0~t1에서 t0~t1'''으로 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 제n 게이트 신호(Vgate (n)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'''으로 지연시킨다. 이에, 제n 게이트 신호(Vgate (n))은 t0~1''' 구간에서 하이 레벨이고, t1'''~t6 구간에서 로우 레벨이고, t6~t7 구간에서 하이 레벨일 수 있다. 즉, 제n 게이트 신호(Vgate (n))이 로우 레벨인 구간은 t1~t6에서 t1'''~t6로 짧아 질 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 게이트 신호(Vgate 1)의 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'으로 지연시키고, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1''으로 지연시키고, 제n 게이트 신호(Vgate (n)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'''으로 지연시킨다. 즉, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높을수록, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))의 제1 펄스의 하강 시점은 더욱 지연될 수 있다.

이에, 제1 게이트 신호(Vgate 1)이 로우 레벨인 구간은 t1~t2에서 t1'~t2로 짧아질 수 있고, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))이 로우 레벨인 구간은 t1~t4에서 t1''~t4로 짧아 질수 있고, 제n 게이트 신호(Vgate (n))이 로우 레벨인 구간은 t1~t6에서 t1'''~t6로 짧아 질 수 있다. 즉, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높을수록, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))이 로우 레벨인 구간은 더욱 짧아질 수 있다.

상술한 바와 같이, 로우 레벨의 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))이 인가되어, 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간 동안에도 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여, 광 다이오드(D)에 가시광선이 조사되지 않더라도 제1 노드의 전압(Vn1)이 바이어스 전압(Vbias)으로 점점 전압 강하되는 문제점이 발생한다.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)는 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기에 따라, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))이 로우 레벨인 구간이 짧게 되도록 함으로써, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐르는 시간 자체를 줄일 뿐만 아니라 균일한 수준으로 조절할 수 있다.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)는 광 다이오드(D)에 누설 전류로 인한 계조 증가를 방지할 뿐만 아니라, 노이즈 신호(Vnoise)에 의한 계조 증가를 균일한 수준으로 조절할 수 있어, 광 검출 장치(100)의 광 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 데이터 처리부의 신호 전달 과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치(200)은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치(100)와 비교하여, 데이터 처리부(213)의 데이터 보상 과정이 추가되었을 뿐, 다른 구성요소 및 이의 동작은 동일하다. 이에, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치(200)의 데이터 처리부(213)의 데이터 보상 과정에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치(200)에서, 데이터 처리부(213)는 노이즈 샘플링부(213a), 데이터 보상부(213b), 화상 구현부(213c)를 포함한다.

구체적으로, 노이즈 샘플링부(213a)는 데이터 보상부(213b)에 노이즈 샘플링 신호(NSS)를 출력한다. 구체적으로, 노이즈 샘플링부(213a)는 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기를 측정하여, 이를 반영한 노이즈 샘플링 신호(NSS)를 생성하여 데이터 보상부(213b)에 출력한다.

즉, 노이즈 샘플링 신호(NSS)는, 광 다이오드(D)의 누설 전류에 의해 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 반영된 신호이다.

일례로, 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다.

이에, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다.

데이터 보상부(213b)는 노이즈 샘플링 신호(NSS)를 인가 받아, 데이터 보상 신호(DCS)를 출력한다. 구체적으로 데이터 보상부(213b)는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기에 따라 데이터 보상 신호(DCS)의 세기를 달리하여 출력한다.

상술한 바와 같이, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다.

이에, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기가 높다.

화상 구현부(213c)는 데이터 보상 신호(DCS)를 입력 받아, 데이터 신호(Vout)를 보상하여 대상체(TG)의 화상을 구현한다. 구체적으로, 화상 구현부(213c)는 각각의 화소(PX)에서 출력된 데이터 신호(Vout)에 데이터 보상부(213b)에서 출력된 데이터 보상 신호(DCS)를 적용시켜, 대상체(TG)의 화상을 구현한다.

일례로, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 이에, 화상 구현부(213c)는 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 낮은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상하고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 높은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 이에, 화상 구현부(213c)는 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 낮은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상하고, 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 높은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예 따른 광 검출 장치(200)는 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)를 보상하기 위하여, 데이터 보상 신호(DCS)를 출력하여, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

이에, 본 발명의 다른 실시예 따른 광 검출 장치(200)는 노이즈 신호(Vnoise)에 의한 영상 왜곡을 최소화시켜, 대상체(TG)를 보다 정확하게 구현할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법에 대해서 서술한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치에 기반한 것이므로, 전술한 도면 및 내용을 참조하여 이하 서술한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S100)은 노이즈 신호 측정 단계(S110), 노이즈 샘플링 신호 출력 단계(S120), 게이트 지연 신호 출력 단계(S130) 및 게이트 신호 지연 단계(S140)을 포함한다.

노이즈 신호 측정 단계(S110)에서, 각 화소(PX)의 스위칭 소자(SW)가 턴오프되는 시간동안 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인해, 출력되는 서로 다른 세기의 노이즈 신호(Vnoise)를 측정한다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다.

다음으로, 노이즈 샘플링 신호 출력 단계(S120)에서, 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 반영된 신호가 반영된 노이즈 샘플링 신호(NSS)를 출력한다.

구체적으로, 제1 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제n 게이트 라인에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다.

다음으로, 게이트 지연 신호 출력 단계(S130)에서, 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기를 반영한 게이트 지연 신호(GDS1, GDS(n/2), GDS(n))를 출력한다.

구체적으로, 게이트 지연 신호 출력 단계(S130)에서, 게이트 구동부(112)의 제1 스테이지(112-1)에 제1 게이트 지연 신호(GDS1)를 출력하고, 게이트 구동부(112)의 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))에 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))를 출력하고, 제n 스테이지(112-n)에 제n 게이트 지연 신호(GDS(n))를 출력한다.

그리고, 게이트 구동부(112)의 제1 스테이지(112-1)에 출력되는 제1 게이트 지연 신호(GDS1)의 세기보다 게이트 구동부(112)의 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))에 출력되는 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))의 세기가 높다. 그리고, 게이트 구동부(112)의 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))에 출력되는 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))의 세기보다 게이트 구동부(112)의 제n 스테이지(112-(n))에 출력되는 제n 게이트 지연 신호(GDS(n))의 세기가 높다.

다음으로, 게이트 신호 지연 단계(S140)에서, 게이트 지연 신호(GDS1, GDS(n/2), GDS(n))에 따라 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))의 제1 펄스의 폭을 연장시켜, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))을 지연시킨다.

다시 말하면, 게이트 신호 지연 단계(S140)에서, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n)) 각각의 제1 펄스의 하강 시점을 지연시켜, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))을 지연시킨다.

구체적으로 도 7을 참조하면, 게이트 신호 지연 단계(S140)에서, 제1 스테이지(112-1)는 제1 게이트 지연 신호(GDS1)를 인가 받아, 제1 게이트 라인(GL1)에 출력되는 제1 게이트 신호(Vgate 1)의 제1 펄스의 폭을 t0~t1에서 t0~t1'으로 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 제1 게이트 신호(Vgate 1)의 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'으로 지연시킨다. 이에, 제1 게이트 신호(Vgate 1)은 t0~t1' 구간에서 하이 레벨이고, t1'~t2 구간에서 로우 레벨이고, t2~t3 구간에서 하이 레벨일 수 있다. 즉, 제1 게이트 신호(Vgate 1)이 로우 레벨인 구간은 t1~t2에서 t1'~t2로 짧아 질 수 있다.

그리고 게이트 신호 지연 단계(S140)에서, 제(n/2) 스테이지(112-(n/2))는 제(n/2) 게이트 지연 신호(GDS(n/2))를 인가 받아, 제(n/2) 게이트 라인(GL(n/2))에 출력되는 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 제1 펄스의 폭을 t0~t1에서 t0~t1''으로 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1''으로 지연시킨다. 이에, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))은 t0~1'' 구간에서 하이 레벨이고, t1''~t4 구간에서 로우 레벨이고, t4~t5 구간에서 하이 레벨일 수 있다. 즉, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))이 로우 레벨인 구간은 t1~t4에서 t1''~t4로 짧아 질 수 있다.

그리고 게이트 신호 지연 단계(S140)에서, 제n 스테이지(112-(n))는 제n 게이트 지연 신호(GDS(n))를 인가 받아, 제n 게이트 라인(GL(n))에 출력되는 제n 게이트 신호(Vgate (n)) 제1 펄스의 폭을 t0~t1에서 t0~t1'''으로 연장시킬 수 있다. 다시 말하면, 제n 게이트 신호(Vgate (n)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'''으로 지연시킨다. 이에, 제n 게이트 신호(Vgate (n))은 t0~1''' 구간에서 하이 레벨이고, t1'''~t6 구간에서 로우 레벨이고, t6~t7 구간에서 하이 레벨일 수 있다. 즉, 제n 게이트 신호(Vgate (n))이 로우 레벨인 구간은 t1~t6에서 t1'''~t6로 짧아 질 수 있다.

상술한 바와 같이, 게이트 신호 지연 단계(S140)에서, 제1 게이트 신호(Vgate 1)의 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'으로 지연시키고, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1''으로 지연시키고, 제n 게이트 신호(Vgate (n)) 제1 펄스의 하강 시점을 t1에서 t1'''으로 지연시킨다. 즉, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높을수록, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))의 제1 펄스의 하강 시점은 더욱 지연될 수 있다.

이에, 제1 게이트 신호(Vgate 1)이 로우 레벨인 구간은 t1~t2에서 t1'~t2로 짧아질 수 있고, 제(n/2) 게이트 신호(Vgate (n/2))이 로우 레벨인 구간은 t1~t4에서 t1''~t4로 짧아 질수 있고, 제n 게이트 신호(Vgate (n))이 로우 레벨인 구간은 t1~t6에서 t1'''~t6로 짧아 질 수 있다. 즉, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높을수록, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))이 로우 레벨인 구간은 더욱 짧아질 수 있다.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S100)에서는 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기에 따라, 게이트 신호(Vgate 1, Vgate (n/2), Vgate (n))이 로우 레벨인 구간이 짧게 되도록 함으로써, 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐르는 시간 자체를 줄일 뿐만 아니라 균일한 수준으로 조절할 수 있다.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S100)에 의해서 광 다이오드(D)에 누설 전류로 인한 계조 증가를 방지할 뿐만 아니라, 노이즈 신호(Vnoise)에 의한 계조 증가를 균일한 수준으로 조절할 수 있어, 광 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S200)은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S100)과 비교하여, 데이터 보상 과정만 달리할 뿐, 다른 구동 방법은 동일하다. 이에, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S200)의 데이터 보상 과정에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S200)은 노이즈 신호 측정 단계(S110), 노이즈 샘플링 신호 출력 단계(S120), 데이터 보상 신호 출력 단계(S230) 및 데이터 신호 보상 단계(S240)을 포함한다.

노이즈 신호 측정 단계(S110) 및 노이즈 샘플링 신호 출력 단계(S120)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S200)과 본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S100)이 공통으로 수행하는 단계이므로, 이는 상술한 내용과 동일하다.

다음으로, 데이터 보상 신호 출력 단계(S230)에서, 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기에 따라 데이터 보상 신호(DCS)의 세기를 달리하여 출력한다.

상술한 바와 같이, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 측정되는 노이즈 샘플링 신호(NSS)의 세기가 높다.

이에, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기가 높다. 그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에 적용되는 데이터 보상 신호(DCS)의 세기가 높다.

다음으로, 데이터 신호 보상 단계(S240)에서, 각각의 화소(PX)에서 출력된 데이터 신호(Vout)에 데이터 보상 신호(DCS)를 적용시켜, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

일례로, 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 이에, 데이터 신호 보상 단계(S240)에서 제1 게이트 라인(GL 1)에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 낮은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상하고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 높은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

그리고, 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기보다 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 노이즈 신호(Vnoise)의 세기가 높다. 이에, 데이터 신호 보상 단계(S240)에서 제(n/2) 게이트 라인(GL (n/2))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 낮은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상하고, 제n 게이트 라인(GL (n))에 연결된 화소(PX)에서 출력되는 데이터 신호(Vout)에 상대적으로 높은 세기의 데이터 보상 신호(DCS)를 적용하여, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S200)에서는 광 다이오드(D)에 누설 전류가 흐름으로 인하여 발생하는 노이즈 신호(Vnoise)를 보상하기 위하여, 데이터 보상 신호(DCS)를 출력하여, 데이터 신호(Vout)를 보상한다.

이에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법(S200)에 의해서 노이즈 신호(Vnoise)에 의한 영상 왜곡을 최소화시켜, 대상체(TG)를 보다 정확하게 구현할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 광 검출 장치 및 이의 구동 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 광 검출 장치는 스위칭 소자 및 광 다이오드를 포함하는 복수의 화소, 복수의 게이트 라인을 통해 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부, 복수의 화소에서 출력된 데이터 신호를 인가 받아, 대상체의 화상을 구현하는 데이터 처리부 및 게이트 구동부 및 데이터 처리부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고, 데이터 처리부는 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하고, 노이즈 신호에 기초하여 노이즈 샘플링 신호를 출력하고, 타이밍 제어부는 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하고, 게이트 구동부는 게이트 지연 신호에 기초하여, 게이트 신호를 지연시켜, 광 검출 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 게이트 신호는 스위칭 소자를 턴온 시키는 제1 펄스 및 제2 펄스를 포함하고, 게이트 구동부는 게이트 지연 신호에 기초하여, 제1 펄스와 제2 펄스 사이의 시구간을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 펄스와 제2 펄스 사이의 시구간이 넓을 수록, 노이즈 신호의 세기는 높아질 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 노이즈 신호의 세기가 높을 수록, 제1 펄스와 제2 펄스 사이의 시구간을 더욱 감소킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 데이터 처리부 노이즈 신호의 세기를 측정하여, 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 노이즈 샘플링부 대상체의 화상을 구현하는 화상 구현부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 데이터 처리부는 노이즈 샘플링 신호를 인가 받아, 데이터 보상 신호를 출력하는 데이터 보상부를 더 포함하고, 화상 구현부는 데이터 보상 신호를 인가 받아 데이터 신호를 보상할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 노이즈 신호의 세기가 높을 수록, 데이터 보상 신호의 세기가 높을 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 노이즈 신호는 광 다이오드의 누설 전류에 야기될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 광 검출 장치의 구동 방법은 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하는 단계, 노이즈 신호에 기초하여, 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 단계, 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하는 단계 및 게이트 지연 신호에 기초하여, 게이트 신호를 지연시키는 단계를 포함하여, 노이즈 신호에 의한 영상 왜곡을 최소화시켜, 대상체를 보다 정확하게 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 게이트 신호를 지연시키는 단계에서 게이트 지연 신호에 기초하여, 제1 펄스와 제2 펄스 사이의 시구간을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 게이트 신호를 지연시키는 단계에서, 노이즈 신호의 세기가 높을 수록, 제1 펄스와 제2 펄스 사이의 시구간을 더욱 감소시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 단계 이후에, 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 데이터 보상 신호를 출력하는 단계 및 데이터 보상 신호를 인가받아, 데이터 신호를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200: 광 검출 장치
111: 타이밍 제어부
112: 게이트 구동부
112-1, 112-(n/2), 112-n: 스테이지
113, 213: 데이터 처리부
213a: 노이즈 샘플링부
213b: 데이터 보상부
213c: 화상 구현부
114: 전압 공급부
115: 검출 패널
DPS: 데이터 처리 신호
DCS: 데이터 보상 신호
NSS: 노이즈 샘플링 신호
GDS: 게이트 지연 신호
GCS: 게이트 제어 신호
GL1 내지 GLn: 게이트 라인
DL1 내지 DLm: 데이터 라인
VL1 내지 VLm: 전압 라인
PX: 화소
GX: 엑스레이 발생기
TG: 대상체
ST: 신틸레이터
D: 광 다이오드
SW: 스위칭 소자
OP: 오피 앰프
C: 커패시터
N1: 제1 노드
N2: 제2 노드
Vgate: 게이트 신호
Vout: 데이터 신호
Vnoise: 노이즈 신호

Claims (15)

1. 스위칭 소자 및 광 다이오드를 포함하는 복수의 화소;
   복수의 게이트 라인을 통해 상기 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;
   상기 복수의 화소에서 출력된 데이터 신호를 인가 받아, 대상체의 화상을 구현하는 데이터 처리부; 및
   상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 처리부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하고,
   상기 데이터 처리부는 상기 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하고, 상기 노이즈 신호에 기초하여 노이즈 샘플링 신호를 출력하고,
   상기 타이밍 제어부는 상기 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하고,
   상기 게이트 구동부는 상기 게이트 지연 신호에 기초하여, 상기 게이트 신호를 지연시키며,
   상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온 시키는 제1 펄스 및 제2 펄스를 포함하고,
   상기 제1 펄스가 인가되는 동안 상기 화소 각각이 초기화되고, 상기 제2 펄스가 인가되는 동안 상기 화소 각각에 입사된 광이 검출되며,
   상기 게이트 구동부는 상기 게이트 지연 신호에 기초하여, 상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스 사이의 시구간을 감소시키되, 상기 노이즈 신호의 세기가 높을수록 상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스 사이의 시구간을 더욱 감소시키는, 광 검출 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스 사이의 시구간이 넓을수록,
   상기 노이즈 신호의 세기는 높아지는, 광 검출 장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 처리부는,
   상기 노이즈 신호의 세기를 측정하여, 상기 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 노이즈 샘플링부;
   상기 대상체의 화상을 구현하는 화상 구현부를 포함하는, 광 검출 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 데이터 처리부는,
   상기 노이즈 샘플링 신호를 인가 받아, 데이터 보상 신호를 출력하는 데이터 보상부를 더 포함하고,
   상기 화상 구현부는 상기 데이터 보상 신호를 인가 받아 상기 데이터 신호를 보상하는, 광 검출 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 노이즈 신호의 세기가 높을수록,
   상기 데이터 보상 신호의 세기가 높은, 광 검출 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 노이즈 신호는 상기 광 다이오드의 누설 전류에 야기되는, 광 검출 장치.
   
9. 스위칭 소자 및 광 다이오드를 포함하는 복수의 화소;
   복수의 게이트 라인을 통해 상기 복수의 화소 각각에 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;
   상기 복수의 화소에서 출력된 데이터 신호를 인가 받아, 대상체의 화상을 구현하는 데이터 처리부; 및
   상기 게이트 구동부 및 상기 데이터 처리부를 제어하는 타이밍 제어부를 포함하는 광 검출 장치의 구동 방법에 있어서,
   상기 복수의 화소에서 출력되는 노이즈 신호를 측정하는 단계;
   상기 노이즈 신호에 기초하여, 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 단계;
   상기 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 게이트 지연 신호를 출력하는 단계 및
   상기 게이트 지연 신호에 기초하여, 상기 게이트 신호를 지연시키는 단계를 포함하며,
   상기 게이트 신호는 상기 스위칭 소자를 턴온 시키는 제1 펄스 및 제2 펄스를 포함하고,
   상기 제1 펄스가 인가되는 동안 상기 화소 각각이 초기화되고, 상기 제2 펄스가 인가되는 동안 상기 화소 각각에 입사된 광이 검출되며,
   상기 게이트 신호를 지연시키는 단계에서,
   상기 게이트 지연 신호에 기초하여 상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스 사이의 시구간을 감소시키되, 상기 노이즈 신호의 세기가 높을수록 상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스 사이의 시구간을 더욱 감소시키는, 광 검출 장치의 구동 방법.
   
10. 삭제
11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스 사이의 시구간이 넓을수록,
    상기 노이즈 신호의 세기는 높아지는, 광 검출 장치의 구동 방법.
    
12. 삭제
13. 제9항에 있어서,
    상기 노이즈 샘플링 신호를 출력하는 단계 이후에,
    상기 노이즈 샘플링 신호에 기초하여, 데이터 보상 신호를 출력하는 단계 및
    상기 데이터 보상 신호를 인가받아, 데이터 신호를 보상하는 단계를 더 포함하는, 광 검출 장치의 구동 방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 노이즈 신호의 세기가 높을수록,
    상기 데이터 보상 신호의 세기가 높은, 광 검출 장치의 구동방법.
    
15. 제9항에 있어서,
    상기 노이즈 신호는 상기 광 다이오드의 누설 전류에 야기되는, 광 검출 장치의 구동 방법.

Images