KR100435108B1

KR100435108B1 - 방사선 검사시스템 및 검사방법

Info

Publication number: KR100435108B1
Application number: KR10-2000-0007377A
Authority: KR
Inventors: 김용원; 주효남; 김형철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2004-06-09
Also published as: JP3636651B2; CN1199042C; GB0026607D0; GB2359472B; JP2001228102A; KR20010081570A; US6426995B1; DE10056936B4; CN1309292A; GB2359472A; DE10056936A1

Abstract

본 발명은, 방사선을 발생시키는 스티어링(Steering) 방사선 전자관과, 상기 스티어링 방사선 전자관으로부터 검사대상에 투사하여 획득한 복수의 방사선 투사상을 가시상으로 형성하여 투영하는 가시영상면을 구비한 영상증배관을 포함하는 방사선 검사시스템 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것이다. 본 검사시스템은, 상기 스티어링 방사선 전자관에서 발생되는 방사선의 위치에 따라 상기 가시영상면에 순차적으로 투영되는 상기 가시상이 투과되도록 하는 가시상투과부를 갖는 전자셔터와, 상기 가시상투과부를 투과한 상기 가시상을 촬상하는 촬상장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 전자셔터를 사용함으로써, 정확하고 신속한 검사결과를 얻을 수 있으며, 동시에 원가를 절감할 수 있다.

Description

방사선 검사시스템 및 검사방법{RADIATION INSPECTION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 방사선 검사시스템 및 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전자셔터를 이용하여 가시상을 순차적으로 투과시킬 수 있는 방사선 검사시스템 및 검사방법에 관한 것이다.

방사선은 물질과 반응하여 전리를 일으키는 알파선, 세타선, 감마선, 엑스선, 중성자선 등을 말한다. 엑스선은 파장이 10～0.001nm 범위의 전자파로 반사, 회절 같은 광학적인 특성을 가지고 있으며, 회절격자를 사용하여 파장을 정확하게 측정할 수 있다.

엑스선은 물체를 투과하는 능력이 있으며, 엑스선의 투과율은 물질의 종류, 밀도, 두께에 따라 다르다. 엑스선 탐상법은 이 성질을 이용하여 엑스선으로 촬영한 필름의 감광 농도차에서 결함부의 두께와 위치를 탐색한다.엑스선은 물체에 입사되었을 때 회절현상이 나타난다. 엑스선 응력측정법은 이 성질을 이용하여 일정 파장의 엑스선을 물체에 입사하고 응력이 가해지고 있는 특정한 결정 격자의 면간 거리의 변화를 회절선을 통해 측정함으로써 응력을 구한다.

방사선 검사 시스템은 엑스선 탐상법 및 엑스선 응력측정법 등을 응용하여 시스템화한 대표적인 비파괴 검사 시스템이다. 방사선 검사시스템은 검사 대상을 구성하는 물질의 종류, 밀도, 두께에 따라 서로 다른 엑스선 투과 특성을 반영하는 엑스선 투시상을 가시상으로 변환한다. 방사선 검사 시스템은 변환된 가시상을 바탕으로 외부에서 시각적으로 관측되지 않는 관심 부위에 대한 비파괴 검사를 수행하는 것이다.

도 4는 종래의 방사선 검사시스템의 사시도이고, 도 5는 도 4의 일부구성요소를 다른 각도에서 본 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 방사선 검사시스템은, 비파괴 검사될 검사대상(53)이 올려지는 X-Y테이블(57)과, 엑스선을 발생하여 검사대상(53)에 투사하는 엑스선 전자관(51)과, 검사대상(53)을 투과한 엑스선으로 부터 가시상을 형성하는 영상증배관(55)을 갖는다. 방사선 검사시스템은 영상증배관(55)에서 형성된 가시상들 중 원하는 가시상을 선택하기 위한 영상선택장치(60)와, 선택된 가시상들 촬상하여 이미지센서(미도시)상에 출력하는 촬상장치인 CCD 카메라(65)를 더 갖는다.

검사대상(53)이 올려지는 X-Y테이블(57)은 ＸＹ방향으로 이동가능하며, 엑스선 전자관(51)과 영상증배관(55) 사이에 배치된다. 영상증배관(55)은 엑스선 전자관(51)으로부터 발생된 엑스선의 진행경로에 배치된다. 영상증배관(55)의 하면에는 영상증배관(55)을 통과하여 형성된 가시상이 결상되는 가시영상면(56)이 마련되어 있다.

영상선택장치(60)는 엑스선 진행경로상에서 가시영상면(56) 하부에 배치되며, 가시영상면(56)에 평면에 회전축을 구비한 제1갈바노미터(61)와 가시영상면(56)의 평면에 대해 수직인 회전축을 구비한 제2갈바노미터(62)를 갖는다. 제1갈바노미터(61)의 회전축 일단에는 제1거울(63)이 장착되어 가시영상면(56)으로부터의 가시상을 선택적으로 반사한다. 제2갈바노미터(62)의 회전축일단에는 제2거울(64)이 장착되어 제1거울(63)에 의해 반사된 가시상을 CCD카메라(65)를 향해 선택적으로 반사한다.

영상선택장치(60)는 제1갈바노미터(61)와 제2갈바노미터(62)의 회전각을 제어하여 가시영상면(56)에 투영된 가시상을 제1거울(63)과 제2거울(64)에 의해 형성된 광학적인 반사경로를 통해 선택적으로 CCD 카메라(65)에 제공하는 갈마노미터제어부(67)를 더 포함한다.제1 및 제2갈바노미터(61,62)는 관성이 매우 작아 고속의 정밀한 서보 제어가 가능하다. 따라서, 제1갈바노미터(61) 및 제2갈바노미터(62)는 어떤 위치에 있는 가시상에 대해서도 반사가 가능하도록 제1 및 제2거울(63,64)을 고속으로 정밀회전시킬 수 있다.이러한 구성을 갖는 종래의 방사선 검사시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.엑스선 전자관(51)은, 원주방향을 따라 일정 속도로 회전하면서 검사대상(53)의 검사영역을 향하여 엑스선을 주사한다. 검사대상(53)을 투과한 엑스선에 의해 형성되므로 투시상은 영상증배관(55)의 상면에 원주상으로 형성된다. 영상증배관(55)의 상면에 형성된 투시상은 영상증배관(55) 내부를 통과하면서 가시상으로 변환되어 영상증배관(55)의 하단에 위치한 가시영상면(56)에 결상된다. 가시영상면(56)에 결상된 가시상은 영상선택장치(60)에 의해 선택되어 CCD카메라(65)에 의해 촬상된다. CCD카메라(65)에 의해 촬상된 가시상은 도시 않은 컴퓨터를 통해 합성되어 분석된다.그런데, 이러한 종래의 방사선 검사시스템에서는 가시상을 선택하기 위한 영상선택장치(60)로 비교적 고가인 갈바노미터(61,62)를 사용함으로써 방사선 검사시스템의 생산비용을 상승시킨다. 또한 영상증배관(55)를 통과한 가시상을 CCD 카메라(65)로 전달하는 과정에서 제1거울(63) 및 제2거울(64)에 의해 가시상의 왜곡현상이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 검사결과의 신뢰가 저하될 수 있다.이러한 문제를 해결하기 위해, 갈바노미터를 구비한 영상선택장치(60)를 사용하지 않고, 엑스선에 의해 형성된 투시상의 수에 대응하는 복수의 영상증배관과 복수의 CCD카메라를 마련하여, 영상증배관을 통하여 형성된 가시상을 직접 CCD카메라로 보내는 방사선 검사시스템도 제시되어 있다. 그러나, 이 방사선 검사시스템은 신속하고 정확하게 가시상을 촬상하여 분석할 수 있으나, 많은 생산 비용이 든다는 문제점을 여전히 안고 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 신속하고 정확하게 가시상을 촬상할 수 있으며, 생산비용을 절감할 수 있는 방사선 검사시스템 및 검사방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방사선 검사장치의 개략사시도,

도 2는 도 1의 전자셔터의 편광필터를 나타낸 평면도,

도 3은 도 1의 카메라에 촬상된 이미지를 나타낸 평면도,

도 4는 종래의 방사선 검사장치의 개략사시도,

도 5는 도 4의 일부구성요소를 다른 각도에서 본 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스티어링 엑스선 전자관 3 : 검사대상

5 : 영상증배관 7 : Ｘ-Ｙ테이블

10 : 전자셔터 11 : 가시상투과부

13 : 편광필터 15 : CCD 카메라

상기 목적은, 본 발명에 따라, 방사선을 발생시키는 스티어링(Steering) 방사선 전자관과, 상기 스티어링 방사선 전자관으로부터 검사대상에 투사하여 획득한 복수의 방사선 투사상을 가시상으로 형성하고 가시상이 투영되는 가시영상면을 구비한 영상증배관을 포함하는 방사선 검사시스템에 있어서, 상기 스티어링 방사선 전자관에서 발생되는 방사선의 위치에 따라 상기 가시영상면에 순차적으로 투영되는 상기 가시상이 투과되도록 하는 가시상투과부를 갖는 전자셔터와, 상기 가시상투과부를 투과한 상기 가시상을 촬상하는 촬상장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템에 의해 달성된다.

여기서, 상기 가시상 형성과 동기적으로 소정의 전기신호를 발생하여 상기 가시상투과부에 인가하는 제어부를 더 포함하고, 상기 가시상투과부는 상기 제어부로부터 인가된 상기 전기신호에 의해 상기 가시상을 투과시키는 것이 바람직하다.

상기 가시상투과부는 전기적 신호에 의해 상기 가시상을 투과 또는 차폐하는 복수의 편광필터를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 편광필터는 LCD 또는 PDP로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 가시영상면에 투영되는 각 가시상들은 상기 가시영상면의 둘레방향을 따라 순차적으로 형성되며, 상기 편광필터는 상기 각 가시상에 대응되도록 상기 가시상투과부의 전자셔터의 둘레방향을 따라 배치되어 있는 것이 효과적이다.상기 방사선은 X-선인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따라, 상기 목적은, 방사선을 발생시키는 스티어링(Steering) 방사선 전자관과, 상기 스티어링 방사선 전자관으로부터 검사대상에 투사하여 획득한 복수의 방사선 투시상을 가시상으로 형성하고 상기 가시상이 투영되는 가시영상면을 구비한 영상증배관을 포함하는 방사선 검사방법에 있어서, 상기 가시상에 대응되는 가시상투과부를 갖는 전자셔터를 마련하는 단계와; 상기 각 가시상투과부를 통해 상기 각 가시상을 순차적으로 투과시키는 단계와; 상기 전자셔터를 통과한 상기 가시상을 순차적으로 촬상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법에 의해서도 달성된다.

상기 가시상의 형성과 동기적으로 소정의 전기신호를 발생하여 상기 가시상투과부에 인가하는 제어부를 더 마련하는 단계를 더 포함하고, 상기 각 가시상투과부를 통해 상기 각 가시상을 순차적으로 투과시키는 단계는, 상기 제어부에서 상기 가시상투과부로 인가되는 상기 전기신호에 의해 상기 가시상투과부를 통해 상기 각 가시상을 투과시키는 것이 바람직하다.

상기 가시광투과부는 전기적 신호에 의해 상기 가시상을 투과 또는 차폐하는 복수의 편광필터를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 편광필터는 LCD 또는 PDP로 이루어진 것이 바람직하다.상기 가시영상면에 투영되는 상기 가시상은 상기 가시영상면의 둘레방향을 따라 순차적으로 형성되며, 상기 편광필터는 상기 가시상에 대응되도록 상기 가시상투과부의 둘레방향을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다.상기 방사선은 X-선인 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방사선 검사장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 전자셔터의 편광필터를 나타낸 평면도이다. 이를 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방사선 검사장치는, 비파괴 검사를 위한 검사대상(3)이 올려지는 X-Y테이블(7)과, 검사대상(3)의 검사영역으로 엑스선을 발생하는 스티어링 엑스선 전자관(1)과, 검사대상(3)을 투과한 엑스선으로부터 가시상을 형성하고 가시상이 투영되는 가시영상면(6)을 구비한 영상증배관(5)과, 영상증배관(5)로부터의 가시상을 순차적으로 투과시키는 가시상투과부를 갖는 전자셔터(10)와, 전자셔터(10)로부터의 가시상을 순차적으로 촬성하여 이미지센서(미도시)로 출력하는 촬상장치인 CCD카메라(15)를 갖는다.

검사대상(3)이 놓이는 X-Y테이블은 ＸＹ방향으로 이동하며, 스티어링 엑스선 전자관(1)과 영상증배관(5) 사이에 배치되어 있다.

스티어링 엑스선 전자관(1)은, 일정 속도로 회전하면서 검사대상(3)의 검사영역에 대하여 복수회 엑스선을 주사한다. 스티어링 엑스선 전자관(1)에서 원주상을 따라 회전하하므로, 검사대상(3)을 투과하는 엑스선에 의해 형성되는 복수의 투시상은 영상증배관(5)의 상면에 둘레방향을 따라 배치된다. 영상증배관(5)의 상면에 형성된 투시상은 눈에 보이지 않으며, 영상증배관(5) 내부를 통과하면서 가시상으로 변환되어 영상증배관(5)의 하단에 위치한 가시영상면(6)의 둘레방향을 따라 결상된다.

전자셔터(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 방사선 검사시스템을 제어하는 도시 않은 제어부로부터 가시상의 형성과 동기적으로 인가된 전기적 신호에 의해 가시상을 투과 또는 차폐하는 복수의 편광필터(13)를 갖는 가시상투과부(11)와, 제어부로부터의 전기적 신호에 기초하여 편광필터(13)로의 전원공급을 허용하는 디코더(12)를 갖는다. 각 편광필터(13)는 LCD 또는 PDP로 형성될 수 있으며, 가시영상면(6)에 결상되는 각 가시상에 대응되는 위치에 가시상투과부의 원주를 따라 배치되어 있다. 각 편광필터(13)에는 각각 별도의 전원공급선(17)이 연결되어 있다. 각 편광필터(13)에 연결된 각 전원공급선(17)을 통하여 별도로 전원을 공급하면 각 편광필터(13)는 빛의 투과가 가능해지고, 이에 따라 가시상을 CCD카메라(15) 쪽으로 투사시킨다.이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 방사선 검사장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

검사대상(3)의 비파괴검사를 위해, 먼저 스티어링 엑스선 전자관(1)이 회전하면서 엑스선을 발생시켜 검사대상(3)의 검사영역에 투사한다. 검사대상(3)을 투과한 엑스선은 영상증배관(5)의 상면을 거쳐 영상증배관(5)을 통과하면서 가시상으로 변환되어 영상증배관(5)의 하면에 마련된 가시영상면(6)에 순차적으로 결상된다. 제어부는 가시상의 형성과 동기적으로 편광필터(13)로 전원공급을 허용하는 디코더(12)에 전기적 신호를 제공하여, 가시영상면(6)에 결상된 가시상에 대응되는 각 편광필터(13)에 전원을 공급한다.이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 가시상이 전자셔터(10)의 편광필터(13)를 통과하여 CCD카메라(15)에 의해 촬상된다. 본 실시예에 의하면, 스티어링 엑스선 전자관(1)은 검사대상(3)에 대해 회전방향을 따라 8회 엑스선을 투사하며, 검사대상(3)을 투과한 엑스선에 의해 가시영상면(6)에는 8개의 가시상이 순차적으로 형성된다. 각 편광필터(13)에는 해당되는 가시상의 형성과 동기적으로 전원이 공급된다. 따라서 각 가시상이 형성될 때 각 편광필터(13)에 순차적으로 전원이 공급되고, 각 가시상이 8회에 걸쳐 순차적으로 편광필터(13)을 통해 투과된다. 투과된 가시상은 CCD카메라(15)에 8회에 걸쳐 촬상된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 전원공급시 빛을 투과시키는 LCD또는 PDP로 형성된 복수의 편광필터(13)를 갖는 전자셔터(10)를 사용함으로써, 가시영상면(6)에 결상된 가시상이 직접 CCD카메라(15)에 촬상된다. 이에 따라, 종래 갈바노미터를 사용하는 경우 가시상의 왜곡이나 시간의 지연을 방지할 수 있다.또한, 복수의 영상증배관과 그에 대응하는 복수의 CCD카메라를 사용하는 종래의 장치에 비해 생산비용을 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가시상을 순차투과시키는 전자셔터를 사용함으로써, 정확하고 신속한 검사결과를 얻을 수 있으며, 생산비용을 절감할 수 있다.

Claims

방사선을 발생시키는 스티어링(Steering) 방사선 전자관과, 상기 스티어링 방사선 전자관으로부터 검사대상에 투사하여 획득한 복수의 방사선 투사상을 가시상으로 형성하고 상기 가시상이 투영되는 가시영상면을 구비한 영상증배관을 포함하는 방사선 검사시스템에 있어서,

상기 스티어링 방사선 전자관에서 투사되는 방사선의 위치에 따라 상기 가시영상면에 순차적으로 투영되는 상기 가시상이 투과되도록 하는 가시상투과부를 갖는 전자셔터와;

상기 가시상투과부를 투과한 상기 가시상을 촬상하는 촬상장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템.
제1항에 있어서,

상기 가시상 형성과 동기적으로 소정의 전기신호를 발생하여 상기 가시상투과부에 인가하는 제어부를 더 포함하고,

상기 가시상투과부는 상기 제어부로부터 인가된 상기 전기신호에 의해 상기 가시상을 투과시키는 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템.
제2항에 있어서,

상기 가시상투과부는 상기 전기신호에 의해 상기 가시상을 투과 또는 차폐하는 복수의 편광필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템.
제3항에 있어서

상기 편광필터는 LCD 또는 PDP로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템.
제3항에 있어서,

상기 가시영상면에 투영되는 각 가시상들은 상기 가시영상면의 둘레방향을 따라 순차적으로 형성되며, 상기 편광필터는 상기 각 가시상에 대응되도록 상기 가시상투과부의 둘레방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템.
제1항에 있어서,

상기 방사선 X-선인 것을 특징으로 하는 방사선 검사시스템.
방사선을 발생시키는 스티어링(Steering) 방사선 전자관과, 상기 스티어링 방사선 전자관으로부터 검사대상에 투사하여 획득한 복수의 방사선 투사상을 가시상으로 형성하고 상기 가시상이 투영되는 가시영상면을 구비한 영상증배관을 포함하는 방사선 검사방법에 있어서,

상기 가시상에 대응되는 가시상투과부를 갖는 전자셔터를 마련하는 단계와;

상기 각 가시상투과부를 통해 상기 각 가시상을 순차적으로 투과시키는 단계와;

상기 전자셔터를 통과한 상기 가시상을 순차적으로 촬상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법.
제7항에 있어서,

상기 가시상의 형성과 동기적으로 소정의 전기신호를 발생하여 상기 가시상투과부에 인가하는 제어부를 더 마련하는 단계를 더 포함하고,

상기 각 가시상투과부를 통해 상기 각 가시상을 순차적으로 투과시키는 단계는, 상기 제어부에서 상기 가시상투과부로 인가되는 상기 전기신호에 의해 상기 가시상투과부를 통해 상기 각 가시상을 투과시키는 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법.
제8항에 있어서,

상기 가시광투과부는 상기 전기신호에 의해 상기 가시상을 투과 또는 차폐하는 복수의 편광필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법.
제9항에 있어서,

상기 편광필터는 LCD 또는 PDP로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법.
제9항에 있어서,

상기 가시영상면에 투영되는 상기 가시상은 상기 가시영상면의 둘레방향을 따라 순차적으로 형성되며, 상기 편광필터는 상기 가시상에 대응되도록 상기 가시상투과부의 둘레방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법.
제7항에 있어서,

상기 방사선은 X-선인 것을 특징으로 하는 방사선 검사방법.