KR100842424B1 - 형광 촬영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 형광 촬영장치는, 형광을 출사하는 형광 스크린과, 형광이 통과하는 광학계와, 광학계를 통과한 형광을 입사받아 결상하는 결상장치를 구비하는 것으로서, 광학계와 결상장치 사이의 거리 또는 각도를 나사결합 및 볼트결합에서 회전된 이송 피치에 의해 각각 조절하는 상거리 및 틸트 조절장치를 더 구비하여, 결상장치에 결상되는 형광의 초점 및 틸트를 빠르고 쉽게 최적으로 맞추게 해 준다.

엑스선, 반사경, 광학계, 초점, 틸트, 포커스레일, 회전링, 스프링, 커넥터

Description

형광 촬영장치 {FLUORESCENCE IMAGING APPARATUS}

도 1은 종래의 일반적인 엑스선 형광 촬영장치의 구조를 나타내는 단면도;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치의 구조를 나타내는 단면도:

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 상거리 및 틸트 조절장치와 결상장치 부분만을 상세히 나타낸 부분단면도;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 결상장치를 도 3의 A방향에서 도시한 상태를 나타낸 도면;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 포커스레일만을 나타낸 사시도;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 회전링만을 나타낸 사시도; 및

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 커넥터만을 나타낸 사시도이다.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11: 엑스선

12: 형광 스크린

13: 가시광

14: 반사경

15: 광학계

15b: 포커스레일 체결볼트

16: 고체촬상소자

17: 컴퓨터

18: 결상장치

19: 판재

20: 상거리 및 틸트 조절장치

21: 프레임

22: 포커스레일

22a: 돌기부

22b: 포커스레일의 홈

23: 스프링

24: 회전링

24a: 회전링 나사부

25: 핀

26: 커넥터

26a: 커넥터 나사부

26b: 커넥터의 홈

27: 커넥터 고정볼트

28: 결상장치 체결볼트

29: 틸트 조정볼트

본 발명은 형광 촬영장치에 관한 것으로서, 특히, 초점 및 틸트의 조정이 용이하도록 구조가 개선된 엑스선 형광 촬영장치에 관한 것이다.

최근, 산업상 또는 의료 임상의 다양한 목적으로 엑스선 형광 촬영장치가 널리 사용되고 있다. 엑스선 형광 촬영장치는 엑스선 발생기에서 생성된 엑스선을 연속적으로 피검체에 방사하고 그 결과를 모니터 등으로 출력하여 주는 촬영기를 말한다. 일반적으로, 엑스선 형광 촬영장치는 엑스선 발생기와, 형광스크린과, 광학계 및 결상장치 등의 구성요소를 포함한다. 엑스선 발생기에서 방사된 엑스선은 피검체를 투과한 다음, 형광스크린의 입사면에 입사되어 가시광으로 변환된 다음 광학계를 거쳐 결상장치에 전달된다. 결상된 영상은 전기 신호로 변환된 후, 컴퓨터 등에 입력된 다음 화상으로 출력되게 된다.

도 1은 종래의 일반적인 엑스선 형광 촬영장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 엑스선 발생기(미도시)에서 발생된 엑스선 중 인체를 통과한 엑스선(11)이 형광 스크린(12)에 입사되어 가시광(13)으로 변환되어 출사된다. 가시광(13)은 반사경(14)에서 반사되어 광학계(15)를 거쳐 고체촬상소자(CCD, 16)에 결상된 후 컴퓨터(17)로 전송된다. 고체촬상소자(16)는 결상장치(18)에 고정되어 있다. 엑스선 형광 촬영장치 제품을 처음 조립하여 부품들을 장착할 때, 결상장치(18)에 맺히는 영상의 화질은 물체거리(형광스크린과 광학계 사이의 거리) 또는 상거리(광학계와 결상장치 사이의 거리)를 조절하여 초점을 맞춤으로써 향상시키게 되는데, 종래의 엑스선 형광 촬영장치의 구조에서는 물체거리를 조절하여 초점을 맞추는 방법이 사용되었다. 이러한 방법을 구조적으로 달성하기 위해서, 종래의 엑스선 형광 촬영장치의 구조에서는, 광학계(15)와 반사경(14) 사이에 얇은 판재(19)를 끼워가면서 결상장치(18)에 맺히는 영상을 보면서 물체거리의 조절을 행하였다. 그런데, 이 경우 수 십장의 판재(19)가 사용되기도 하고 이로 인해 초점조정에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있었다. 물론 시간을 단축하기 위해 판재(19)를 좀 더 두꺼운 것을 사용하기도 하지만 이럴 경우에는 최적의 초점을 맞추는 것이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

또한, 위와 같은 방식으로 초점을 맞추는 것은 처음 제품을 만드는 공장 등에서나 가능한 일이 된다. 왜냐하면 광학계(15)와 반사경(14) 사이에 얇은 판재(19)를 끼우고 빼면서 초점을 맞추는 것은, 광학계 및 결상장치의 무게도 무겁고 또 그 틈새로 빛이 새어 들어가면 안되기 때문에 특별한 공구 및 기술이 요구되는 매우 힘든 작업이며, 제품의 이동 중에 진동이나 충격 등으로 초점상태에 변동이 일어났을 경우 대처하기가 상당히 난해하다. 즉 판재(19)를 끼우고 고정하는 과정 에서 광학계(15) 및 결상장치(18) 전체를 움직여야 하므로 그 무게로 인해 힘도 들고 작업이 어려워, 결상장치(18)나 광학계(15)에 문제가 있어서 교환이나 A/S를 할 경우에 매우 큰 어려움이 있다고 할 수 있다.

또한, 종래 기술의 장치에서든, 가공이나 조립 등에서 발생하는 틸트(상하좌우에서 영상이 균일하게 보이지 않는 현상)를 조정할 경우에, 얇은 판재를 가지고 하였었는데, 이 작업 또한 매우 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 엑스선을 이용한 형광 촬영장치에 관한 것으로서, 제품을 처음 조립하여 장착할 때, 결상장치에 맺히는 영상의 화질을 물체거리 또는 상거리를 조절하여 맞추게 되는데, 종래기술의 장치에서는 초점 및 틸트의 조절에 여러 가지 문제점이 있는 바, 본 발명의 기술적 과제는, 초점 및 틸트의 조정을 쉽고 빠르게 할 수 있는 형광 촬영장치를 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 형광 촬영장치는: 형광을 출사하는 형광 스크린과; 상기 형광이 통과하는 광학계와; 상기 광학계를 통과한 형광을 입사받아 결상하는 결상장치를 구비하는 것으로서,

상기 광학계를 통과하는 광의 광축을 중심으로 상기 광학계를 원형으로 둘러싸면서 상기 광학계에 고정되는 한편, 상기 광축에 대해 직경방향으로 형성된 걸림턱부와, 상기 광축에 대해 평행인 방향으로 만들어진 복수 개의 홈과, 상기 광축에 대해 직경방향으로 돌출된 복수 개의 돌기부를 갖는 포커스레일과; 상기 포커스레일의 홈들의 각각에 삽입되는 스프링과; 내면의 일측부에는 상기 포커스레일의 걸림턱부에 슬라이딩 접촉을 하는 핀이 고정되며, 내면의 타측부에는 나사부가 형성되며, 상기 포커스레일과 접촉하면서 상기 광축을 중심으로 회전가능한 회전링과; 외면 일측부에 상기 회전링의 나사부에 나사결합되도록 형성된 나사부와, 상기 스프링과 맞닿는 일측단과, 상기 결상장치에 고정되는 타측단과, 상기 포커스레일의 돌기부의 각각이 끼워져서 슬라이딩 할 수 있도록 하는 홈, 을 가짐으로써 상기 회전링의 회전에 따라 상기 광축과 나란한 방향으로 직선운동을 하는 커넥터와; 상기 커넥터를 관통하며 상기 커넥터를 상기 포커스레일에 움직이지 못하게 고정시키는 복수의 고정볼트;를 구비하여 상기 커넥터의 직선운동에 의하여 상기 광학계와 결상장치 사이의 거리를 조절하는 상거리 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 형광 스크린에서 출사되는 형광을 입사받아 이를 다른 방향으로 반사시키는 반사경을 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 형광 스크린을 고정시키기 위한 일측 개구(開口)와, 상기 광학계를 고정시키기 위한 타측 개구를 가지며, 상기 반사경을 내면에 고정시키는, 통체 형상의 프레임을 더 구비하는 것을 더욱 더 바람직하다.

또한, 상기 광학계가 정해진 초점거리를 가지는 렌즈들과 이를 둘러싼 원통형 하우징으로 이루어진 것을 바람직하다.

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이 때, 상기 결상장치와 커넥터 사이에 인위적인 틸트를 주기 위하여 상기 결상장치와 상기 커넥터를 체결하는 복수의 틸트 조절볼트로 이루어지는 틸트 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.

더욱이, 상기 회전링과 그에 고정되는 핀이 일체형으로 제조되게 할 수도 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 아래의 도면들에서 동일 참조부호는 동일 구성요소를 나타내며, 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시된 형광 촬영장치와 도 1에 도시된 것과 비교할 경우, 전체적인 구조는 서로 유사하지만, 도 2의 형광 촬영장치에는 초점을 맞추기 위해 판재(19) 대신에 상거리 및 틸트 조절장치(20)가 포함되었다는 점이 가장 큰 차이이다. 여기서, 상거리 및 틸트 조절장치(20)는 각각 별개의 장치로 구성할 수도 있지만, 본 실시예에서는 용이한 실시를 위하여 어느 하나의 기능을 하는 장치에 구성요소를 추가하여 두 가지 기능을 하도록 구성함으로써 붙여진 명칭이다. 도 2를 참조하면, 엑스선 발생기(미도시)에서 발생된 엑스선 중 인체를 통과한 엑스선(11)이 형광 스크린(12)에 입사되어 가시광(13)으로 변환되어 출사된다. 가시광(13)은 반사경(14)에서 반사되어 광학계(15)를 거쳐 고체촬상소자(CCD, 16)에 결상된 후 컴퓨터(17)로 전송된다. 고체촬상소자(16)는 결상장치(18)에 고정되어 있다. 또한, 형광 스크린(12)과 반사경(14) 그리고 광학계(15)가 모두 하나의 통체의 프레임(21)에 고정되어 있다. 구체적으로, 형광 스크린(12)은 통체의 프레임(21)의 한쪽 개구에, 광학계(15)는 프레임(21)의 다른 쪽 개구에 각각 고정되며, 반사경(14)은 프레임(21)의 내면에 고정되어 광경로를 변경하는 역할을 해주므로, 프레임(21)은 구부러진 통체의 형상을 갖는다. 광학계(15)는 정해진 초점거리를 가지는 렌즈들(미도시)과 이를 둘러싼 원통형 하우징으로 이루어져 있다.

도 2의 장치는, 도 1의 종래기술의 장치에서와 달리 물체거리 조절에 의한 초점 맞추기가 원천적으로 불가능하다. 그 반면에, 본 발명의 형광 촬영장치에서는 상거리 및 틸트 조절장치(20)를 통해 용이하게 초점을 맞출 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 상거리 및 틸트 조절장치와 결상장치 부분만을 상세히 나타낸 부분단면도이다. 도 3을 참조하면, 광학계(15)의 하우징에서 돌출된 힌지부(15a)에 포커스레일(focus rail; 22)이 포커스레일 체결볼트(15b)에 의해 고정되고, 포커스레일(22)에는 1개 이상의 돌기부(22a)가 고정되어 있다. 또한, 포커스레일(22)에는 3개소 이상의 홈(22b)이 원주를 따라 형성되어 있어서 이 홈에 스프링(23)이 끼워지게 된다. 포커스레일(22)의 바깥쪽으로는 회전링(24)이 있는데, 회전링(24)의 좌측 안쪽에는 회전링 나사부(24a)가 형성되어 있으며 우측에는 포커스레일(22)의 걸림턱부와 슬라이딩 접촉을 하는 핀(25)이 고정되어 있다. 핀(25)은 회전링(24)과 별도로 만들어져 회전링(24)에 고 정될 수도 있지만, 처음부터 핀(25)과 회전링(24)이 일체인 구조로 만들어져도 좋다. 커넥터(26)는 좌측에서 결상장치(18)와 결상장치 체결볼트(28)로 결합되고, 우측의 바깥부분에 커넥터 나사부(26a)가 있어서 회전링(24)의 내측 회전링 나사부(24a)와 나사 결합되게 된다. 또한 커넥터(26)의 우측의 안쪽 부분에는 포커스레일(22)에 있는 돌기부(22a)가 끼워져서 슬라이딩 할 수 있도록 커넥터 홈(26b)이 파여져 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 결상장치를 도 3의 A방향에서 도시한 상태를 나타낸 도면이다. 결상장치(18)에는 3개소 이상의 탭나사가 형성되어 있어서 틸트(tilt) 조정볼트(29)가 끼워지게 되는데, 도 4를 참조하면, 본 실시예의 형광 촬영장치에서는 4개의 틸트 조정볼트(29)와 3개의 결상장치 체결볼트(28)가 사용되었음을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 포커스레일만을 나타낸 사시도이다. 도 5를 참조하면, 포커스레일(22)의 앞쪽에 돌기부(22a)가, 뒤쪽에 스프링(23)이 삽입되는 홈(22b)이 각각 형성되어 있음을 알 수 있다. 도 5에서 참조부호 A로 표시된 화살표는 포커스레일을 도시한 방향을 나타내기 위한 것으로서 도 3에서의 화살표 A와 동일한 방향이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 회전링만을 나타낸 사시도이다. 도 6을 참조하면, 회전링(24)의 일측 내면에는 회전링 나사부(24a)가 형성되어 있으며 그 반대측에는 포커스레일(22)의 측벽과 슬라이딩 접촉을 하는 3개의 핀(25)이 내측방향으로 돌출되게 고정되어 있음을 알 수 있다. 도 6에서도 화 살표 A의 방향은 도 3에서의 화살표 A의 방향과 동일하다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 형광 촬영장치 중에서 커넥터만을 나타낸 사시도이다. 도 7을 참조하면, 커넥터(26)의 우측의 외면에는 회전링(24)의 내면에 있는 회전링 나사부(24a)와 나사 결합되는 커넥터 나사부(26a)가 있으며, 커넥터(26)의 우측의 내면에는 포커스레일(22)에 있는 돌기부(22a)가 끼워져서 슬라이딩 할 수 있도록 커넥터 홈(26b)이 파여져 있음을 알 수 있다. 도 7에서도 화살표 A의 방향은 도 3에서의 화살표 A의 방향과 동일하다.

본 발명의 형광 촬영장치에서는 상거리, 즉 광학계(15)와 결상장치(18) 사이의 거리를 조절하여 초점을 맞추게 된다. 초점을 맞추는 방법 및 그 원리를 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 형광 촬영장치가 조립된 상태에서 힘의 균형상태를 보게 되면, 포커스레일(22)의 홈(22b)에 있는 스프링(23)은 탄성력에 의하여 커넥터(26)와 맞닿은 면을 밀게 되는데, 회전링(24)과 나사결합되어 있기 때문에 커넥터(26)는 결상장치(18)쪽으로 최대한 밀착 상태를 유지하지만 포커스레일(22)에서 이탈은 되지 않는다. 회전링(24)을 돌리게 되면(나사가 감기는 방향으로 가정), 회전링(24)은 제자리에서 회전만 하게 된다. 이 때, 회전링(24)과 맞물려 있는 커넥터(26)는 커넥터 홈(26b)에 포커스레일(22)의 돌기(22a)가 끼워져 있으므로 회전하지 못하고 우측으로 직선이동하게 된다. 즉 커넥터(26)가 1바퀴 돌게 되면 나사의 피치만큼 커넥터(26)는 회전링(24)쪽으로 이동하게 되는데, 이 때 커넥터(26)와 결합된 결상장치(18)도 함께 회전링(24)쪽으로 이동하게 된다. 이럴 경우, 스프링(23)이 조금 전 상태보다 압축되게 되며, 광학계(15)와 결상장치(18) 사이의 거리, 즉 상거리가 가까워지게 된다.

반대방향으로 회전링(24)을 돌리게 되면(나사가 풀리는 방향), 커넥터(26)는 결상장치(18) 쪽으로 밀려가게 되는데, 이 경우 광학계(15)와 결상장치(18) 사이의 거리, 즉 상거리가 멀어지게 된다.

여기서 스프링(23)의 역할은 매우 중요하다. 스프링(23)이 없더라도 회전링(24)이 회전시 커넥터(26)가 좌우로 움직일 수 있지만 만약 스프링(23)이 없게 되면 암나사와 수나사의 틈새로 인하여 덜거덕거리게 되고 또 초점에 큰 영향을 주게 된다. 본 장치에서 일반적으로 초점에 영향을 주게 되는 상거리의 변화는 대략 0.007mm 정도로써 나사의 틈새는 초점의 변화에 큰 영향을 주게 된다. 따라서 커넥터(26)를 일정하게 한쪽으로 밀착시켜 줄 수 있는 스프링(23)의 역할이 매우 중요한 것이다.

한편, 기구나 렌즈 등의 가공 및 조립공차등으로 인하여 결상장치(18)에 맺히는 영상이 한쪽은 맞고 다른 쪽은 맞지 않는 틸트(tilt) 현상이 발생할 수도 있다. 이 경우에는 결상장치 체결볼트(28)를 약하게 풀고 틸트 조정볼트(29)를 돌려서 결상장치(18)와 커넥터(26) 사이에 인위적인 틸트를 주어 가공 및 조립공차로 인한 틸트를 보정하게 된다. 물론 틸트를 주는 방향은 영상을 보면서 어느 쪽인지 결정해야 한다. 틸트 조정은 틸트 조정볼트(29)로 하는 대신에 결상장치(18)와 커넥터(26) 사이에 얇은 심을 끼워서 할 수도 있다.

상거리 및 틸트 조절작업의 종결은, 컴퓨터(17)를 통해 전달되어지는 영상을 보면서 최적의 초점 위치를 찾게 되면 커넥터(26)에 있는 고정볼트(27)를 이용하여 커넥터(26)를 포커스레일(22)에 고정하여 커넥터(26)가 움직이지 못하게 함으로써 이루어진다.

본 발명에 따르면, 형광 촬영장치의 초점 및 틸트의 조정과 고정을 간단히 할 수 있으므로 초기 제품생산 작업공정에서 혁신적으로 작업시간을 단축할 수 있다. 또한, 조정방법이 간단하여 누구라도 설명서만 읽어보면 간단히 부품교환 및 A/S가 가능하게 되므로 현장에서의 문제대응을 빠르게 할 수 있다.

Claims (8)

1. 형광을 출사하는 형광 스크린과;

   상기 형광이 통과하는 광학계와;

   상기 광학계를 통과한 형광을 입사받아 결상하는 결상장치;

   를 구비하는 형광 촬영장치에 있어서,

   상기 광학계를 통과하는 광의 광축을 중심으로 상기 광학계를 원형으로 둘러싸면서 상기 광학계에 고정되는 한편, 상기 광축에 대해 직경방향으로 형성된 걸림턱부와, 상기 광축에 대해 평행인 방향으로 만들어진 복수 개의 홈과, 상기 광축에 대해 직경방향으로 돌출된 복수 개의 돌기부를 갖는 포커스레일과;

   상기 포커스레일의 홈들의 각각에 삽입되는 스프링과;

   내면의 일측부에는 상기 포커스레일의 걸림턱부에 슬라이딩 접촉을 하는 핀이 고정되며, 내면의 타측부에는 나사부가 형성되며, 상기 포커스레일과 접촉하면서 상기 광축을 중심으로 회전가능한 회전링과;

   외면 일측부에 상기 회전링의 나사부에 나사결합되도록 형성된 나사부와, 상기 스프링과 맞닿는 일측단과, 상기 결상장치에 고정되는 타측단과, 상기 포커스레일의 돌기부의 각각이 끼워져서 슬라이딩 할 수 있도록 하는 홈, 을 가짐으로써 상기 회전링의 회전에 따라 상기 광축과 나란한 방향으로 직선운동을 하는 커넥터와;

   상기 커넥터를 관통하며 상기 커넥터를 상기 포커스레일에 움직이지 못하게 고정시키는 복수의 고정볼트;를 구비하여 상기 커넥터의 직선운동에 의하여 상기 광학계와 결상장치 사이의 거리를 조절하는 상거리 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 촬영장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 형광 스크린에서 출사되는 형광을 입사받아 이를 다른 방향으로 반사시키는 반사경을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 촬영장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 형광 스크린을 고정시키기 위한 일측 개구와, 상기 광학계를 고정시키기 위한 타측 개구를 가지며, 상기 반사경을 내면에 고정시키는, 통체 형상의 프레임을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 촬영장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 광학계가 정해진 초점거리를 가지는 렌즈들과 이를 둘러싼 원통형 하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 형광 촬영장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 결상장치와 커넥터 사이에 인위적인 틸트를 주기 위하여 상기 결상장치와 상기 커넥터를 체결하는 복수의 틸트 조절볼트로 이루어지는 틸트 조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 형광 촬영장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 회전링과 그에 고정되는 핀이 일체형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 형광 촬영장치.

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