KR100570500B1 - A x-ray detecter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑스레이 디텍터에 관한 것으로서, 피사체측 일면에 신틸레이터막이 증착코팅되고, 상기 신틸레이터에 의해 변환된 가시광선을 광전자로 변환한 후 이를 형광면에 가속 충돌시켜 증폭된 가시광선으로 변환하는 영상 증폭관, 상기 영상 증폭관에서 증폭된 가시광선을 검출하여 이미지로 변환하는 자동초점 배율 변환 카메라부 및 상기 영상 증폭관으로부터 소정 거리 이격되도록 위치하고, 상기 영상 증폭관에서 증폭된 가시광선을 일정 배율 증폭시켜 상기 자동초점 배율 변환 카메라부의 심도를 보상하는 심도보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray detector, wherein a scintillator film is deposited on one surface of a subject, and image amplification is performed by converting visible light converted by the scintillator into photons and then converting the light into an amplified visible light by accelerated collision with a fluorescent surface. Tube, an autofocus magnification converting camera unit for detecting visible light amplified by the image amplification tube and converting the image into a predetermined distance from the image amplifying tube, and amplifying the visible light amplified by the image amplification tube by a predetermined magnification. And a depth compensator for compensating a depth of the auto focus magnification converting camera unit.
엑스레이, X-선, 디텍터, 초점, CCD, 카메라 X-ray, X-ray, Detector, Focus, CCD
Description
도 1은 본 발명에 따른 엑스레이 디텍터의 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an X-ray detector according to the present invention.
도 2는 도 1의 영상 증폭관의 세부 구조를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed structure of the image amplifying tube of FIG. 1.
도 3은 도 1의 심도보상부의 세부 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed structure of the depth compensation unit of FIG. 1.
도 4는 제 1 렌즈의 세부 규격을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating detailed specifications of the first lens.
도 5는 제 2 렌즈의 세부 규격을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating detailed specifications of a second lens.
도 6은 제 3 렌즈의 세부 규격을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating detailed specifications of a third lens.
<주요도면부호에 관한 설명><Description of main drawing code>
10 : 탄소섬유층 20 : 신틸레이터막10
30 : 영상 증폭관 40 : 공간부30: image amplification tube 40: space part
50 : 심도보상부 60 : 자동초점 배율 변환 카메라부50: depth compensation unit 60: auto focus magnification conversion camera unit
70 : 하우징70 housing
본 발명은 엑스레이 디텍터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 의료 관련 부품의 검사에 적합하도록 저에너지의 엑스레이를 사용하여 정밀 검사가 가능하도록 하고, 심도보상용 렌즈를 사용하여 실시간 자동초점 배율 변환이 가능하도록 하는 엑스레이 디텍터에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray detector, and more particularly, to enable precise inspection using low-energy X-rays to be suitable for inspection of medical-related parts, and to enable real-time autofocus magnification conversion using a depth compensation lens. It relates to an X-ray detector.
엑스레이 디텍터는 입력면에 코팅된 신틸레이터에 의해 엑스레이가 빛으로 변한된 후 이 빛이 다시 광전자로 변환되어 내부의 전자총에 의해 증폭된 다음 출력 윈도우의 형광 물질에 충돌하는 과정에서 가시 광선으로 변환되어 이것을 CCD 카메라가 영상으로 변환하는 구조로 되어 있다. The X-ray detector converts the X-rays into light by a scintillator coated on the input surface, which is then converted back into photons, amplified by an electron gun inside, and then converted into visible light in the process of colliding with the fluorescent material in the output window. The CCD camera converts this into an image.
종래 엑스레이 디텍터는 저에너지의 엑스레이로는 검사가 어려워 고밀도, 고에너지의 엑스레이를 사용하고 있다. 따라서, 종래 엑스레이 장비를 의료 관련 부품과 같은 저밀도 제품에 사용할 경우 엑스레이가 흡수 또는 반사없이 대부분 제품을 투과되므로 정밀한 검사가 불가능한 문제점이 있다. Conventional X-ray detectors use high-density, high-energy X-rays because they are difficult to inspect with low-energy X-rays. Therefore, when the conventional x-ray equipment is used in low-density products such as medical-related parts, since the x-rays are transmitted through most of the products without absorption or reflection, there is a problem that precise inspection is impossible.
또한, 종래에는 신틸레이터가 도포된 광섬유 글래스를 접착제를 통해 영상 증폭관의 전면에 부착하는 방식을 취하고 있어 접착제에 의해 광전달 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, conventionally, the optical fiber glass coated with the scintillator is attached to the front surface of the image amplification tube through an adhesive, which causes a problem in that the light transmission efficiency is lowered by the adhesive.
또한, 실시간 자동 초점 배율 변환 기능을 구현하기 위해 자동 초점 배율 카메라를 사용하는 경우 영상 증폭관의 입력 윈도우의 직경 25mm에 있어서의 화각을 충족하기 위해서는 카메라와 영상 증폭관 간의 작동거리를 35mm 정도로 고정시켜야 하는데 이 경우 소정배율에서 초점을 맞추기 위해서는 카메라 자체의 초점거리가 35mm를 초과하게 되는 경우가 발생하여 영상이 흐려지거나 영상의 일부가 잘려나가는 문제점이 발생되었다.In addition, when using an autofocus magnification camera to implement a real-time autofocus magnification conversion function, the operating distance between the camera and the video amplification tube should be fixed to about 35mm to satisfy an angle of view of 25 mm in diameter of the input window of the image amplification tube. In this case, in order to focus at a predetermined magnification, the focal length of the camera itself may exceed 35 mm, causing a problem of blurring or cropping of an image.
따라서, 이러한 종래 엑스레이 디텍터의 문제점을 극복하고 저밀도의 에너지를 사용하여 정밀 측정이 가능하고 자동 초점 배율 변환기능 제공시에 정밀한 영상 획득이 가능한 엑스레이 디텍터에 대한 요구가 높아지고 있다.Accordingly, there is a growing demand for an X-ray detector that can overcome the problems of the conventional X-ray detector and use a low-density energy to make precise measurements and obtain accurate images when providing an auto focus magnification conversion function.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 의료 관련 부품의 검사에 적합하도록 저에너지의 엑스레이를 사용하여 정밀 검사가 가능하도록 하는 엑스레이 디텍터를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an X-ray detector to enable a precise inspection using a low-energy X-ray to be suitable for the inspection of medical-related components.
본 발명의 다른 목적은 심도보상용 렌즈를 사용하여 실시간 자동초점 배율 변환이 가능하도록 하는 엑스레이 디텍터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an X-ray detector for enabling real-time autofocus magnification conversion using a depth compensation lens.
본 발명의 또 다른 목적은 신틸레이터를 영상 증폭관에 직접 증착코팅함으로써 광손실을 최소화할 수 있는 엑스레이 디텍터를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an X-ray detector capable of minimizing light loss by depositing and coating a scintillator directly onto an image amplifying tube.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 피사체측 일면에 신틸레이터막이 증착코팅되고, 상기 신틸레이터에 의해 변환된 가시광선을 광전자로 변환한 후 이를 형광면에 가속 충돌시켜 증폭된 가시광선으로 변환하는 영상 증폭관, 상기 영상 증폭관에서 증폭된 가시광선을 검출하여 이미지로 변환하는 자동초점 배율 변환 카메라부 및 상기 영상 증폭관으로부터 소정 거리 이격되도록 위치하고, 상기 영상 증폭관에서 증폭된 가시광선을 일정 배율 증폭시켜 상기 자동초점 배율 변환 카메라부의 심도를 보상하는 심도보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 디텍터가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a scintillator film is deposited on one surface of the subject side, amplified by converting visible light converted by the scintillator into photoelectrons and then accelerated collision to the fluorescent surface An image amplification tube converting into visible light, an autofocus magnification converting camera unit detecting a visible light amplified by the image amplifying tube and converting it into an image, and positioned to be spaced apart from the image amplifying tube by a predetermined distance, and amplified by the image amplifying tube An X-ray detector is provided, comprising a depth compensator for compensating a depth of the auto focus magnification converting camera unit by amplifying a predetermined amount of visible light.
상기 신틸레이터막은 기압 10-3 ~ 10-4 atm 의 진공상태에서 신틸레이터를 상기 영상 증폭관의 입력 윈도우 상에 1 ~ 3 micron의 두께로 증착 코팅하여 형성되는 것이 바람직하다.The scintillator film is preferably formed by depositing and coating a scintillator at a thickness of 1 to 3 microns on an input window of the image amplifier in a vacuum state of 10 −3 to 10 −4 atm.
또한, 상기 심도 보상부는 상측에 볼록면을 갖는 음의 메니커스형의 제 1 렌즈, 상기 제 1 렌즈의 후단에 위치하고 양면이 오목한 콘케이브형의 제 2 렌즈 및 상기 제 2 렌즈의 후단에 위치하고 양면이 볼록한 콘벡스형의 제 3 렌즈를 포함하여 구성되며, 10 배의 광배율, 2.4 ~ 3.0mm의 초점길이, 40 ~ 60°의 빔각도 및 25 ~ 35Lp/mm의 해상도를 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제 1 렌즈는 센터간 두께( CT : Center Thickness) = 5 ~ 15 mm, 에지간 두께(ET : Edge Thickness) = 4 ~ 8 mm, 유효 초점길이(EFL : Effective Focal Length) = 5 ~ 15 mm, 후방 초점길이(BFL : Back Focal Length) = 8 ~ 10 mm, 렌즈 직경 = 29 ~ 33mm, 물체측 렌즈 곡률 = 90 ~ 94, 상측 렌즈곡률 = 550 ~ 570이고, 상기 제 2 렌즈는 센터간 두께 = 3 ~ 7 mm, 에지간 두께 = 6~ 10 mm, 유효 초점길이 = 5 ~ 15 mm, 후방 초점길이 = 9 ~ 13 mm, 렌즈 직경 = 29 ~ 33mm, 물체측 렌즈곡률 = 550 ~ 650, 상측 렌즈곡률 = 220 ~ 260이며, 상기 제 3 렌즈는 센터간 두께 = 5 ~ 8 mm, 에지간 두께 = 1 ~ 3 mm, 유효 초점길이 = 40 ~ 60 mm, 후방 초점길이 = 45 ~ 50 mm, 렌즈 직경 = 29 ~ 33mm인 것인 것이 보다 바람직하다.The depth compensator may include a first negative lens-type lens having a convex surface on an image side, a second concave-type lens located at a rear end of the first lens, and a concave-type second lens concave on both sides, and a rear surface of the second lens. It is configured to include a convex convex-type third lens, and is preferably designed to have a 10 times light magnification, a focal length of 2.4 to 3.0 mm, a beam angle of 40 to 60 °, and a resolution of 25 to 35 Lp / mm. Do.
Here, the first lens has a center thickness (CT) = 5 to 15 mm, an edge thickness (ET) = 4 to 8 mm, and an effective focal length (EFL) = 5 to 15 mm. mm, Back Focal Length (BFL) = 8 to 10 mm, Lens diameter = 29 to 33 mm, Object side lens curvature = 90 to 94, Image lens curvature = 550 to 570, The second lens is between center Thickness = 3 to 7 mm, Edge to Edge Thickness = 6 to 10 mm, Effective Focal Length = 5 to 15 mm, Rear Focal Length = 9 to 13 mm, Lens Diameter = 29 to 33 mm, Object Side Lens Curvature = 550 to 650, Image Side Lens curvature = 220 to 260, the third lens has an inter-center thickness = 5 to 8 mm, an edge-to-edge thickness = 1 to 3 mm, effective focal length = 40 to 60 mm, rear focal length = 45 to 50 mm, lens diameter It is more preferable that it is = 29-33 mm.
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이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하 게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 엑스레이 디텍터의 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an X-ray detector according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엑스레이 디텍터는 탄소섬유층(10), 신틸레이터막(20), 영상 증폭관(30), 심도보상부(50) 및 자동초점 배율 변환 카메라부(60)가 하우징(70)내에 견고하게 고정 설치된 구조를 취하고 있다.As shown in FIG. 1, the X-ray detector according to the present invention includes a
신틸레이터막(20)은 엑스레이를 가시광선으로 변환하기 위한 것으로서, 저에너지의 엑스레이로 고해상도의 엑스레이 영상을 얻기 위해서는 신틸레이터의 종류와 두께가 중요하다. The
본 실시예에서 신틸레이터막(20)은 광변환 효율이 높은 CsI(Cesium Iodine)를 기압 10-3 ~ 10-4 atm의 진공상태에서 영상 증폭관(30)의 입력 윈도우(36) 상에 1 ~ 3 micron의 두께로 직접 증착 코팅하여 형성된다.In the present embodiment, the
신틸레이터의 두께가 1micron 이하이면 해상도는 증가하나 밝기가 저하되고, 3micron 이상이면 반대로 밝기는 향상되고 해상도가 감소하는 문제점이 있으며, 2micron 정도일 때 최적의 조건이 얻어짐이 실험적으로 밝혀졌다.When the thickness of the scintillator is less than 1 micron, the resolution is increased but the brightness is lowered. If the thickness of the scintillator is more than 3 microns, the brightness is improved and the resolution is decreased. The optimum condition is obtained experimentally when the thickness is about 2 micron.
영상 증폭관(30)은 신틸레이터막(20)에 의해 변환된 가시광선을 광전자로 변환한 후 증폭시키기 위한 것으로서 이에 대해서는 도 2에서 상세하게 설명하기로 한다.The
심도보상부(50)는 영상 증폭관(30)으로부터 소정 거리 이격되도록 위치하고, 영상 증폭관(30)에서 증폭된 가시광선을 일정 배율 증폭시켜 자동초점 배율 변환 카메라부(60)의 심도를 보상하는 것으로서, 이에 대해서는 도 3에서 상세하게 설명하기로 한다.The
자동초점 배율 변환 카메라부(60)는 영상 증폭관(30)에서 증폭된 가시광선을 검출하여 영상으로 변환하는 것으로서, 자동초점 줌 카메라를 사용하여 줌인/아웃시 자동으로 초점 조절이 가능하도록 하였다.The autofocus magnification
도 2는 도 1의 영상 증폭관(30)의 세부 구조를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed structure of the
도 2에 도시된 바와 같이, 입력윈도우(36)를 관통한 빛은 포토캐소드(31)에 의해 광전자로 변환되며, 중앙부에 위치한 마이크로 채널 플레이트(33)에 고전압을 인가하면 변환된 광전자가 수천배 증폭되며, 증폭된 광전자는 출력윈도우(37)에 도포된 형광면(35)에 충돌하면서 다시 가시광선으로 변환되어 출력된다.As shown in FIG. 2, light passing through the
도 3은 도 1의 심도보상부(50)의 세부 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed structure of the
도 3에 도시된 바와 같이, 심도보상부(50)는 상(像)측에 볼록면을 갖는 음의 메니커스형의 제 1 렌즈(51), 제 1 렌즈(51)의 후단에 위치하고 양면이 오목한 콘케이브형의 제 2 렌즈(52) 및 제 2 렌즈(52)의 후단에 위치하고 양면이 볼록한 콘벡스형의 제 3 렌즈(53)가 경통(56)에 견고하게 고정 설치되어 있다.As shown in FIG. 3, the
제 1 렌즈(51)와 제 2 렌즈(52) 사이 및 제 2 렌즈(52)와 제 3 렌즈(53) 사이에는 렌즈 간의 간격을 유지하기 위한 간격링(54, 55)가 설치되어 있으며, 제 1 렌즈(51)의 전단에는 제 1 렌즈(51)를 고정 결합시키기 위한 나사링(57)이 설치되어 있다.
심도보상부(50)의 상측에는 심도보상부(50)를 자동초점 배율 변환 카메라부(60)에 고정하기 위한 나사(58)가 설치되어 있다.Above the
본 발명에서 심도보상부(50)는 각기 다른 유형의 복합렌즈를 사용하여 심도보상, 수차 보정, 색수차 제거 등의 기능을 수행한다. In the present invention, the
영상 증폭관(30)의 출력 윈도우의 직경은 25mm이므로 영상 증폭관(30)과 자동초점 배율 변환 카메라부(60)간의 거리가 35mm보다 가까우면 물체의 일부가 보이지 않게 되므로 최소 35mm의 작동거리를 유지하여야 하는데, 영상 증폭관(30)과 자동초점 배율 변환 카메라부(60)간의 거리를 35mm 이상으로 유지하게 되면 카메라부(60) 자체의 초점거리가 35mm를 초과하게 되어 자동초점 배율 변환 카메라부(60)의 줌인과 줌아웃 동작이 크게 제한된다.Since the diameter of the output window of the
따라서, 심도 보상부(50)는 자동초점 배율 변환 카메라부(60)와 영상 증폭관(30) 간의 작동거리를 35mm로 고정시킨 상태에서 자동초점 배율 변환 카메라부(60)의 줌인 및 줌아웃 동작이 제한되지 있도록 상기 제 1 ~ 3 렌즈(51 ~ 53)를 설계하였다. Therefore, the
이를 위해, 심도 보상부(50)는 10 배의 광배율, 2.4 ~ 3.0mm의 초점길이, 40 ~ 60°의 빔각도 및 25 ~ 35Lp/mm의 해상도를 갖도록 설계되었다.To this end, the
도 4 ~ 도 6은 제 1 ~ 제 3 렌즈(51 ~ 53)의 세부 구조 및 규격을 도시한 도면이다.4 to 6 are drawings illustrating detailed structures and standards of the first to
상기 조건을 만족시키기 위해 제 1 렌즈(51)는 센터간 두께(CT : Center Thickness) = 5 ~ 15 mm, 에지간 두께(ET : Edge Thickness) = 4 ~ 8 mm, 유효 초점길이(EFL : Effective Focal Length) = 5 ~ 15 mm, 후방 초점길이(BFL : Back Focal Length) = 8 ~ 10 mm, 렌즈 직경(Diameter) = 29 ~ 33mm, 물체측 렌즈곡률(R1) = 90 ~ 94, 상측 렌즈곡률(R2) = 550 ~ 570이고, 제 2 렌즈(52)는 CT = 3 ~ 7 mm, ET = 6~ 10 mm, EFL = 5 ~ 15 mm, BFL = 9 ~ 13 mm, 직경 = 29 ~ 33mm, 물체측 렌즈곡률 = 550 ~ 650, 상측 렌즈곡률 = 220 ~ 260이며, 제 3 렌즈(53)는 CT = 5 ~ 8 mm, ET = 1 ~ 3 mm, EFL = 40 ~ 60 mm, BFL = 45 ~ 50 mm, 직경 = 29 ~ 33mm이 되도록 설계하였으며, 상기 설계에 따라 제작된 심도 보상부(50)를 채용한 경우 자동초점 배율 변환시에 상이 흐려지거나 상의 일부가 잘리는 현상이 전혀 발생하지 않았다.In order to satisfy the above conditions, the
상기와 같은 본 발명에 따르면, 의료 관련 부품의 검사에 적합하도록 저에너지의 엑스레이를 사용하여 정밀 검사가 가능하도록 하는 엑스레이 디텍터를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, there is an effect that it is possible to provide an X-ray detector to enable a precise inspection using a low-energy X-ray to be suitable for the inspection of medical-related components.
또한, 심도보상용 렌즈를 사용하여 실시간 자동초점 배율 변환이 가능하도록 하는 효과도 있다.In addition, there is an effect to enable real-time autofocus magnification conversion using a depth compensation lens.
또한, 신틸레이터를 영상 증폭관에 직접 증착코팅함으로써 광손실을 최소화할 수 있는 효과도 있다.In addition, by directly depositing the scintillator on the image amplification tube, there is an effect that can minimize the light loss.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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KR20050090232 | 2005-09-28 |
Publications (1)
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---|---|
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Family
ID=37180494
Family Applications (1)
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KR1020050108356A KR100570500B1 (en) | 2005-09-28 | 2005-11-14 | A x-ray detecter |
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-
2005
- 2005-11-14 KR KR1020050108356A patent/KR100570500B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101265753B1 (en) * | 2011-05-30 | 2013-05-21 | 주식회사 쎄크 | X-ray detector and X-ray inspecting apparatus having the same |
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