KR101265006B1 - Radiography detecting equipment having optical fiber member - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치에 관한 것으로서, 입사된 방사선으로부터 이미지 신호를 출력하는 방사선 검출장치에 있어서, 방사선이 입사된 지점에서 가시광선을 발광하는 섬광막(Scintillation Screen); 상기 섬광막이 일측면에 결합되고, 일측면과 타측면을 각각 연통시키는 광로들이 형성되는 광섬유 부재; 및 상기 광섬유 부재의 타측면에 결합되어 상기 광로들을 통해 전달되는 가시광선을 감지하는 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 광섬유 부재와 광섬유 부재의 일측면과 타측면을 관통하는 여러 개의 광로를 형성함으로써, 이미지 센서에 전달되는 아날로그 신호인 가시광선간에 간섭을 제거하고 원 이미지에 대한 아날로그 신호에 왜곡이 발생되지 않는 고해상도의 방사선 검출 이미지를 획득할 수 있는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치를 제공할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detection apparatus having an optical fiber member, the radiation detection apparatus outputting an image signal from incident radiation, comprising: a scintillation screen for emitting visible light at a point where radiation is incident; An optical fiber member having the scintillator film coupled to one side and having optical paths communicating with one side and the other side, respectively; And an image sensor coupled to the other side of the optical fiber member to detect visible light transmitted through the optical paths. As a result, by forming a plurality of optical paths penetrating the optical fiber member and one side and the other side of the optical fiber member, the interference between the visible light, which is an analog signal transmitted to the image sensor, is eliminated and distortion is not generated in the analog signal for the original image. It is possible to provide a radiation detection apparatus having an optical fiber member capable of acquiring a high-resolution radiation detection image.
Description
본 발명은 X-선과 같은 방사선을 검출하는 방사선 검출장치에 관한 것으로, 특히 방사선에 의해 검출되는 대면적에 대한 이미지의 균질도를 향상시키고 디지털 신호로 변화할 수 있는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detection apparatus for detecting radiation such as X-rays, and more particularly, to a radiation detection apparatus having an optical fiber member capable of improving the homogeneity of an image for a large area detected by radiation and converting it into a digital signal. It is about.
본 발명은 방사선 검출장치에 관한 것이다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0057170에 개시되어 있는 바와 같이, 렌즈를 이용하여 이미지 영상을 카메라 또는 소형 이미지 센서에 맞춤으로써 이미지 영상을 획득하는 기술이 일반적으로 사용되고 있다.The present invention relates to a radiation detection apparatus. As a background technology of the present invention, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0057170, a technique of acquiring an image image by fitting an image image to a camera or a small image sensor using a lens is generally used. have.
특히, 피사체의 면적이 넓은 경우 그에 대응하는 대형 사이즈의 렌즈가 필수적으로 필요하게 된다.In particular, when the area of the subject is large, a lens of a large size corresponding thereto is necessary.
그러나, 종래의 방사선(또는 X-ray) 검출장치는 대면적 영상을 렌즈를 이용하여 축소한 후 축소된 영상이 소형 이미지 센서에 맺히도록 하여 영상을 획득하는 방식으로써, 이미지가 맺히는 픽셀간 서로 간섭을 일으켜 고해상도의 이미지를 획득하기 곤란한 문제가 있다.However, the conventional radiation (or X-ray) detecting apparatus reduces a large-area image by using a lens, and then obtains an image by allowing the reduced image to be formed on a small image sensor, thereby interfering with each other. There is a problem that it is difficult to obtain a high resolution image.
또한 큰 사이즈의 X-ray 검출장치를 제작하려는 경우 그에 대응하는 큰 사이즈의 렌즈를 가공해야 하므로 생산 원가가 선형적 증가가 아닌 지수적으로 급격하게 높아지는 문제가 있다.In addition, if a large size X-ray detection apparatus is to be manufactured, there is a problem in that the cost of production increases exponentially rather than a linear increase because a corresponding size lens must be processed.
또한, 대형 렌즈를 가공하는 가공기술의 한계에 의해 일정 크기 이상에 대한 검출장치를 제작할 수 없는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that a detection device for a predetermined size or more cannot be manufactured due to the limitation of the processing technology for processing a large lens.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이미지에 대한 신호들 간에 간섭이나 왜곡 등이 발생되지 않는 고해상도의 이미지를 획득할 수 있는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치의 제공을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the problems according to the prior art, and to provide a radiation detection apparatus having an optical fiber member that can obtain a high-resolution image that does not cause interference or distortion between signals for the image For that purpose.
또한, 방사선이 투과되는 피사체의 크기에 관계없이 대면적 이미지를 소면적 이미지로 변환할 수 있는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치의 제공을 그 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a radiation detection apparatus having an optical fiber member capable of converting a large area image into a small area image regardless of the size of a subject through which radiation is transmitted.
또한, 요구되는 영상 사이즈에 맞추어 제작 비용이 그 사이즈에 따라서 선형적으로 증가되는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치의 제공을 그 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a radiation detection apparatus having an optical fiber member whose production cost is linearly increased in accordance with the required image size.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치는, 입사된 방사선으로부터 이미지 신호를 출력하는 방사선 검출장치에 있어서, 방사선이 입사된 지점에서 가시광선을 발광하는 섬광막(Scintillation Screen)과, 섬광막이 일측면에 결합되고, 일측면과 타측면을 각각 연통시키는 광로들이 형성되는 광섬유 부재; 및 광섬유 부재의 타측면에 결합되어 광로들을 통해 전달되는 가시광선을 감지하는 이미지 센서를 포함한다.A radiation detection device having an optical fiber member for achieving the above object, the radiation detection device for outputting an image signal from the incident radiation, the scintillation screen for emitting visible light at the point where the radiation is incident And an optical fiber member having a flash film coupled to one side, and optical paths communicating one side and the other side, respectively; And an image sensor coupled to the other side of the optical fiber member to detect visible light transmitted through the optical paths.
또한, 광로들 각각의 일단과 타단은 광섬유 부재의 일측면과 타측면에 각각 일정한 구획마다 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, one end and the other end of each of the optical path is characterized in that formed in each of the predetermined partition on one side and the other side of the optical fiber member.
또한, 광섬유 부재의 일측면에는 광로들의 일단이 형성된 부분인 입력면이 형성되고, 광섬유 부재의 타측면에는 광로들의 타단이 형성된 부분인 출력면이 형성되되, 출력면은 입력면의 축소 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, an input surface is formed on one side of the optical fiber member, a part where one end of the optical paths are formed, and an output surface is formed on the other side of the optical fiber member, a part on which the other ends of the optical paths are formed, and the output surface is a reduced form of the input surface. It features.
또한, 입력면에는 입력면을 매트릭스 형태로 구획하는 픽셀들로 구성된 제1 픽셀부가 형성되고, 출력면에는 제1 픽셀부의 축소된 형태인 제2 픽셀부가 형성되며, 광로들은 각각 제1 픽셀부의 픽셀들과 제2 픽셀부의 픽셀들 중 서로 대응하는 위치에 형성된 두 픽셀을 연통시키도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a first pixel portion formed of pixels partitioning the input surface in a matrix form is formed on the input surface, and a second pixel portion in the form of a reduced shape of the first pixel portion is formed on the output surface, and the optical paths are each pixel of the first pixel portion. And two pixels formed at positions corresponding to each other among the pixels of the second pixel portion and the second pixel portion.
또한, 광로들은 입력면으로부터 출력면으로 각각 대칭적으로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the optical paths are formed so as to be inclined symmetrically from the input surface to the output surface, respectively.
또한, 이미지 센서에서 감지된 아날로그 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include an A / D converter which receives the analog signal sensed by the image sensor and converts the analog signal into a digital signal.
또한, A/D 변환부는 이미지 센서로부터 전송받은 아날로그 신호를 증폭한 후 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.The A / D converter may amplify the analog signal received from the image sensor and convert the analog signal into a digital signal.
또한, A/D 변환부는 광증배관(Photo Multiplier Tube, PMT) 또는 애벌런치 광다이오드(Avalanche Photo Diode, APD)를 포함하고, 광증배관 또는 애벌런치 광다이오드를 이용하여 이미지 센서로부터 전달받은 아날로그 신호를 증폭하는 것을 특징으로 한다.In addition, the A / D conversion unit includes a photo multiplier tube (PMT) or an avalanche photo diode (APD), and uses an optical multiplier or avalanche photodiode to receive an analog signal received from an image sensor. It is characterized by amplifying.
또한, A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 저장하거나 디스플레이에 표시할 수 있는 신호처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a signal processor configured to store the digital signal converted by the A / D converter or to display the digital signal on the display.
또한, 상기 광섬유 부재의 타측면과 이미지 센서 사이에는 광섬유 플레이트(Fiber Optic Plate)가 더 구비됨으로써, 광섬유 부재의 타측면으로 결속되는 가시광선을 이미지 센서로 상호 간섭 작용(Interelectrode Coupling) 없이 전송되도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, a fiber optic plate is further provided between the other side of the optical fiber member and the image sensor, so that visible light that is bound to the other side of the optical fiber member is transmitted to the image sensor without interelectrode coupling. It is characterized by.
또한, 광섬유 부재는, 타측면이 일측면에 대하여 일정 배율만큼 축소되도록 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the optical fiber member is characterized in that the other side is formed to be reduced by a predetermined magnification with respect to one side.
또한, 광섬유 부재는 일측면으로부터 타측면으로 대칭적으로 경사지는 테이퍼 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the optical fiber member is characterized in that the tapered form inclined symmetrically from one side to the other side.
또한, 방사선은 엑스선(X-ray)인 것을 특징으로 한다.In addition, the radiation is characterized in that the X-rays (X-ray).
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치에 따르면, 광섬유 부재와 광섬유 부재의 일측면과 타측면을 관통하는 여러 개의 광로를 형성함으로써, 이미지 센서에 전달되는 아날로그 신호인 가시광선간에 간섭을 제거하고 원 이미지에 대한 아날로그 신호에 왜곡이 발생되지 않는 고해상도의 방사선 검출 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.According to the radiation detection apparatus having the optical fiber member according to the present invention as described above, by forming a plurality of optical paths through the optical fiber member and one side and the other side of the optical fiber member, between the visible light which is an analog signal transmitted to the image sensor There is an effect that can obtain a high-resolution radiation detection image of eliminating interference to the distortion and no distortion of the analog signal for the original image.
또한, 광로들 각각의 일단과 타단에 의하여 광섬유 부재의 일측면과 타측면에 각각 형성되는 입력면과 출력면의 배율을 조정함으로써, 대면적 이미지를 소면적 이미지로 변환할 수 있는 효과가 있다.In addition, by adjusting the magnification of the input surface and the output surface formed on one side and the other side of the optical fiber member by one end and the other end of each optical path, there is an effect that can convert a large area image into a small area image.
또한, 광섬유 부재를 이용하여 렌즈를 사용하지 않고도 방사선 검출 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that a radiation detection image can be obtained without using a lens by using the optical fiber member.
도 1은 본 발명의 배경기술이 되는 엑스-레이(X-ray) 검출장치에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3 및 도 4는 광섬유 부재의 구성을 나타낸 사시도 및 정면도이다.1 is a view of an X-ray (X-ray) detection apparatus that is the background of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of a radiation detection apparatus having an optical fiber member according to a preferred embodiment of the present invention.
3 and 4 are perspective and front views showing the configuration of the optical fiber member.
이하, 본 발명에 따른 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a radiation detection apparatus having an optical fiber member according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 방사선 검출장치에 관한 것으로서, 피사체를 통과한 방사선, 예컨대 X선 또는 감마선 등에 의한 원 이미지를 정확하고 고해상도의 디지털 신호로 출력하기 위한 장치이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation detection apparatus, and is an apparatus for outputting an original image by radiation, such as X-rays or gamma rays, that have passed through a subject as an accurate and high resolution digital signal.
이때, 본 발명에 사용되는 방사선은 피사체를 투과하고 그 투과된 방사선에 의해 영상 이미지를 획득할 수 있는 다양한 방사선들이 사용될 수 있으며, 비파괴 검사의 경우에는 X선과 감마선이 사용되고, 인체를 대상으로 한 경우에는 주로 X-선이 사용될 것이다.In this case, the radiation used in the present invention may be used a variety of radiation that can pass through the subject and obtain an image image by the transmitted radiation, in the case of non-destructive testing X-rays and gamma rays are used, and the human body X-rays will mainly be used.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a radiation detection apparatus having an optical fiber member according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치는 섬광막(Scintillation Screen, 10), 광섬유 부재(Fiber optic Member, 20), 및 이미지 센서(Image Sensor, 30)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the radiation detection apparatus including the optical fiber member includes a
이하, 각각의 구성 요소에 대하여 살펴본다.Hereinafter, each component will be described.
우선, 신틸레이션(Scintillation)에 대해 설명한다. 신틸레이션(Scintillation)이란 물질이 방사선, 전기장 등의 자극을 받아 발광하는 현상인 루미네센스(luminescence) 중 방사선에 의한 경우를 의미한다.First, scintillation will be described. Scintillation refers to a case in which luminescence is a phenomenon in which a substance emits light under stimulation of radiation or an electric field.
상기 섬광막(Scintillation Screen, 10)은 판 형태로서 방사선이 입사되는 경우 방사선이 입사된 그 지점에서 빛, 즉 가시광선을 발광하는 막으로서, 방사선의 자극에 반응하여 빛을 발광하는 형광물질을 포함한다.The scintillation screen (Scintillation Screen, 10) is a plate that emits light, that is, visible light at the point where the radiation is incident when the radiation is incident in the form of a plate, and includes a fluorescent material that emits light in response to the stimulation of the radiation do.
이때, 상기 섬광막(10)으로는 여러 종류의 섬광막이 사용될 수 있으나, 침상구조의 CsI(Tl) 또는 Gadox가 사용되는 것이 바람직하다.At this time, the
상기 침상구조의 ScI(Tl)이 사용되는 섬광막은 고해상도용 방사선 검출장치에 적합하고, Gadox가 사용되는 섬광막은 CsI(Tl)에 비해 상대적으로 저가형 방사선 검출장치에 적합하다.The scintillation film using ScI (Tl) having the acicular structure is suitable for a radiation detection device for high resolution, and the scintillation film using Gadox is suitable for a relatively low cost radiation detection device compared to CsI (Tl).
상기 성광막(10)은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 물리적으로 밀착시켜 고정되거나 또는 상기 광섬유 부재(20)의 일측면 표면에 직접 증착하여 고정될 수 있다.The
이때, CsI(Tl)의 섬광막(11)은 얇은 종이와 같이 약한 특성을 가지므로, CsI(Tl)의 섬광막(11)을 MCP LII(Microchanell Plate Light Image Intensifir, 12))에 결합시켜 CsI(Tl) 섬광막(11)이 형성되도록 하는 바람직하다. 이 경우, 상기 섬광막(10)은 CsI(Tl) 섬광막(11)과 MCP LII(12)를 함께 포함하는 것으로 한다. 이때 CsI(Tl) 섬광막(11)은 증착 등의 방법에 의해 상기 MCP LII(12)에 결합될 수 있다(도 4 참조). 이때, CsI(Tl)는 ScI(Tl)로 대체 가능하다.At this time, since the
상기 광섬유 부재(20)는 상기 섬광막(10)에서 발광된 빛, 즉 가시광선을 손실없이 후술하는 이미지 센서(30) 측으로 전달하는 역할을 수행한다.The
즉, 상기 광섬유 부재(20)는 일측면에 상기 섬광막(10)이 결합되고 상기 섬광막(10)에서 발광된 가시광선을 발광된 가시광선간의 간섭 현상을 방지하고 가시관선의 누설 및 손실을 최소화하며 이미지 센서(30)가 결합된 상기 광섬유 부재(20)의 타측면으로 전달하는 기능을 수행한다.That is, the
즉, 상기 섬광막(10)에서 발광된 가시광선은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면으로부터 타측면으로 전달된다. 보다 구체적으로는 후술하는 바와 같이, 상기 섬광막(10)에서 발광된 가시광선은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 형성된 광로(26)들의 일단으로 입사되어 상기 광섬유 부재(20)의 타측면에 형성된 광로(26)들의 타단을 통해 상기 이미지 센서(30)에 전달된다.That is, visible light emitted from the
상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 부착된 상기 섬광막(10)에서 발광된 가시광선을 이미지 센서(30)가 배치된 상기 광섬유 부재(20)의 타측면으로 전달하기 위해서, 상기 광섬유 부재(20)에는 일측면과 타측면을 연통시키는 여러 개의 광로(26)들이 형성된다.In order to transmit visible light emitted from the
이때, 상기 광로(26)들은 상기 광섬유 부재(20)에 일측면과 타측면을 각각 연통하도록 형성된다. 즉, 상기 광로(26)들 각각은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면으로부터 타측면으로 연통되는 홀 형태로 형성될 수 있다.At this time, the
이때, 상기 광로(26)들 각각의 일단은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 일정하게 이격되도록 형성된다. 또한, 상기 광로(26)들 각각의 타단은 상기 광섬유 부재(20)의 타측면에 일정하게 이격되도록 형성된다. 이때, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면 중 상기 광로(26)들 각각의 일단이 형성된 부분은 상기 광섬유 부재(20)의 타측면 중 상기 광로(26)들 각각의 타단이 형성된 부분과 그 형태는 대략 같고 그 넓이는 일정한 배율을 갖도록 형성함이 바람직하다.In this case, one end of each of the
즉, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 결합된 삼광막(10)에 방사선이 입사되고 그에 의한 이미지를 갖는 가시광선이 발광된 경우, 가시광선이 발광된 상기 섬광막(10)의 각 지점별로 각 지점과 연결된 개별 광로(26)의 일단을 통해 가시광선이 해당 광로(26)로 들어가고, 각 광로(26)로 들어간 가시광선들은 각 광로(26)를 통해 상기 광섬유 부재(20)의 타측면에 형성된 각 해당 광로(26)의 타단으로 나와 상기 이미지 센서(30)에 전달된다. 따라서, 상기 섬광막(10)에서 발광된 가시광선들은 인접한 곳에서 발광된 가시광선들끼리의 간섭현상을 받지 않고 또한 발광된 가시광선의 누설이나 손실을 최소화하여 이미지 센서(30)에 전달함으로써 고해상도의 이미지를 획득할 수 있다.That is, when radiation is incident on the three
상기 광섬유 부재(20)의 일측면에는 상기 광로(26)들의 일단이 형성된 부분인 입력면이 형성되고, 상기 광섬유 부재(20)의 타측면에는 상기 광로(26)들의 타단이 형성된 부분인 출력면이 형성된다. 즉, 상기 광로(26)들 각각의 일단이 형성되는 부분이 입력면이되고, 상기 광로(26)들 각각의 타단이 형성되는 부분이 출력면이 된다.An input surface that is a portion where one end of the
이때, 상기 출력면은 상기 입력면과 대략 비슷한 형태로 형성되되, 상기 입력면의 넓이가 상기 출력면의 넓이보다 더 넓게 형성된다. 즉, 상기 출력면은 상기 입력면의 축소 형태로 형성됨으로써, 상기 섬광막(10)에서 발광되어 상기 입력면으로 들어오는 큰 사이즈에 대한 이미지가 상기 출력면에서 작은 사이즈의 이미지로 축소되어 상기 이미지 센서(30)에 전달될 수 있도록 한다. 이때, 상기 출력면은 상기 입력면의 일정 배율로 축소됨이 바람직하다.In this case, the output surface is formed in a shape substantially similar to the input surface, the width of the input surface is formed wider than the width of the output surface. That is, the output surface is formed in a reduced form of the input surface, so that an image of a large size that is emitted from the
상기 광로(26)들 각각의 일단과 타단은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면과 타측면에 각각 일정한 구획을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 매트릭스(Matrix) 형태로 배치되도록 형성될 수 있다.One end and the other end of each of the
도 3은 상기 광섬유 부재(20)를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating the
도 3에 도시된 바와 같이 상기 광섬유 부재(20)는 일측면에서 타측면으로 대칭적으로 경사가 이루어지는 테이퍼 형태로 형성되는 것이 바람직하나, 상기 광섬유 부재(20)가 반드시 테이퍼 형태로 형성될 필요는 없다. 즉, 상술한 바와 같이, 상기 출력면이 상기 입력면보다 일정 배율만큼 축소된 형태로 형성될 수 있으면 상기 광섬유 부재(20)의 형태는 어느 형태이든 무관하다.As shown in FIG. 3, the
상기 입력면에는 상기 입력면을 매트릭스 형태로 구획하는 픽셀(25)들로 구성된 제1 픽셀부(24)가 형성되고, 상기 출력면에는 상기 제1 픽셀부(24)의 축소된 형태인 제2 픽셀부가 형성될 수 있다.The input surface is formed with a
이때, 상기 광로(16)들은 각각 상기 제1 픽셀부(14)의 픽셀(15)들과 상기 제2 픽셀부의 픽셀들 중 서로 대응하는 위치에 형성된 두 픽셀을 연통시키도록 형성된다.In this case, the optical paths 16 are formed to communicate two pixels formed at positions corresponding to each other among the pixels 15 of the first pixel portion 14 and pixels of the second pixel portion, respectively.
이때, 상기 픽셀들의 개수가 증가될수록 화상도는 더욱 높아질 수 있을 것이다.In this case, as the number of pixels increases, the image degree may increase.
또한, 상기 광로(16)들은 상기 입력면으로부터 상기 출력면으로 대칭적으로 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the optical paths 16 are preferably formed to be symmetrically inclined from the input surface to the output surface.
즉, 상기 광로(16)들의 경로, 즉 상기 입력면과 출력면에 형성된 상기 광로(16)들 각각의 일단과 타단을 잇는 경로는 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 입력면으로부터 출력면으로 대칭적으로 일정하게 경사를 이루며 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 광로(26)들은 전체로서 테이퍼 형태를 이루도록 하는 것이 바람직하다.That is, the paths of the optical paths 16, that is, the paths connecting one end and the other end of each of the optical paths 16 formed on the input surface and the output surface may be formed in various forms, but are symmetrical from the input surface to the output surface. It is preferable to form a constant inclined to. That is, it is preferable that the
상기 광섬유 부재(20)의 타측면은 일측면에 대하여 일정 배율만큼 축소되도록 형성되는 것이 바람직하다.The other side of the
이때, 상기 광섬유 부재(20)는 일측면으로부터 타측면으로 대칭적으로 경사지는 테이퍼 형태로 형성될 수 있다.In this case, the
즉, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면으로부터 타측면으로 외주면의 직경이 점차 대칭적으로 감소하고, 상기 광섬유 부재(20)의 외주에는 외주면의 직경이 점차 감소하는 부분인 테이퍼부(23)가 형성된다.That is, the diameter of the outer peripheral surface gradually decreases symmetrically from one side surface to the other side of the
따라서, 상기 광로(26)들 역시 상기 광섬유 부재(20)의 일측면으로부터 타측면으로 대칭적으로 경사가 이루어짐으로써, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 형성된 광로(26)들의 일측 단부들이 일정한 비율로 조밀해지며 상기 광섬유 부재(20)의 일측면과 타측면을 연통시키게 된다.Therefore, the
즉, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면과 타측면은 상기 일력면과 출력면에 대응되는 형태로 형성되거나 또는 상기 광섬유 부재(20)의 일측면과 타측면 자체가 상기 입력면과 출력면의 역할을 수행할 수도 있다.That is, one side surface and the other side surface of the
이때, 상기 각 광로들(26) 간의 간격 및 각 광로(26)들 간의 크기는 상기 광섬유 부재(20)를 상기 광섬유 부재(20)의 일측면 또는 타측면과 평행한 방향으로 단면 처리한 경우 각 단면마다 동일하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the distance between the
상기 섬광막(10)은 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에 밀착되도록 결합된다.The flashing
이는, 상기 섬광막(10)에 방사선(1)이 입사되어 상기 섬광막(10)의 특정 지점에서 가시광선이 발광된 경우, 그 발광된 가시광선이 외부로 전파되는 누설을 최소한으로 감소시켜 고해상도의 이미지를 출력하기 위함이다.When the radiation 1 is incident on the
상술한 바와 같이, 상기 섬광막(10)의 특정 지점에서 발광된 가시광선은 광섬유 부재(20)의 일측면에 형성된 픽셀(25)들 중 상기 특정 지점과 대응되는 위치의 픽셀(25)에 형성된 광로(26)로 유입되어 광섬유 부재의 타측면으로 전달된다.As described above, the visible light emitted at a specific point of the
상기와 같은 구성에 의해, 상기 섬광막(10)에서 방사선(1)이 입사된 일정 지점들에서 가시광선이 발광되고, 가시광선이 발광된 각 지점의 대응하는 위치에 형성된 광로(26)를 통해 각 발광된 가시광선이 상기 광섬유 부재(20)의 타측면으로 전달된다. 이때, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면에서 타측면으로 전달되는 가시광선들에 의한 이미지는, 상기 섬광막(10)에 입사된 방사선에 의한 원 이미지와 그 배율만 변경되는 동일한 이미지가 전달된다.By the above configuration, the visible light is emitted at predetermined points where the radiation 1 is incident on the
즉, 상기 광섬유 부재(20)의 일측면을 통과한 대면적 이미지의 아날로그 신호가 광섬유 부재(20)의 타측면에 소면적 이미지의 아날로그 신호로 전달되도록 할 수 있다.That is, the analog signal of the large area image passing through one side of the
상기 광섬유 부재(20)의 타측면에는 이미지 센서(30)가 밀착 결합된다.The
상기 이미지 센서(30)는 상기 광섬유 부재(20)의 일측면으로부터 타측면으로 상기 광로(16)들을 통해 전달된 가시광선을 아날로그 신호로 감지하는 기능을 수행한다.The
즉, 상기 이미지 센서(30)는 상기 각 광로(26)를 통해 상기 광섬유 부재(20)의 타측면으로 전달되는 가시광선을 감지함으로써, 방사선이 피사체를 통과하여 상기 섬광막(10)에 입사되는 원 이미지를 그대로 감지하게 된다.That is, the
상기 이미지 센서(30)로는 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor) 또는 CDD 이미지 센서(CCD Image Sensor) 등이 사용될 수 있다.As the
상기 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor)는 상보성 금속 산화물 반도체(Complementary Metal Semiconductor, CMOS) 구조를 가진 저소비 전력형의 촬상 소자로서, 전하 결합 소자(Charge Coupled Device, CCD)에 비해 소비전력이 낮고 단일 전원을 사용할 수 있으며 주변회로와 일체화가 가능한 이미지 센서이다The CMOS image sensor is a low power imaging device having a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) structure, and has a lower power consumption and a single power supply than a charge coupled device (CCD). It is an image sensor that can be used and can be integrated with peripheral circuits.
상기 CDD 이미지 센서(CCD Image Sensor, Charge Coupled Device Image Sensor)는 빛을 전하로 변환시켜 화상(즉, 이미지)을 만들어내는 센서로서, CCD란 Charge Coupled Device의 약칭으로, 전하결합소자(電荷結合素子)라고 불리며 CDD는 반도체 속에 주입한 소수 반송자(搬送子)의 신호를 한 덩어리의 전하로 하여 외부 전압에 의해 결정 표면과 평행 방향으로 전송할 수 있는 반도체 소자이다.The CDD image sensor (CCD Image Sensor, Charge Coupled Device Image Sensor) is a sensor that converts light into electric charge to create an image (ie, an image). CCD is an abbreviation of Charge Coupled Device, and is a charge coupled device. CDD is a semiconductor device that can transmit a signal of a small number of carriers injected into a semiconductor as a lump of electric charge and transmit in parallel with the crystal surface by an external voltage.
이때, CCD에는 많은 수의 광다이오드 소자가 집적되어 있고 이곳에 빛이 비추어지면 빛의 양에 따라 전자가 발생하고 그 전자가 생성된 량(量)에 따라 화상(이미지)이 생겨난다.At this time, a large number of photodiode elements are integrated in the CCD, and when light shines thereon, electrons are generated according to the amount of light, and an image (image) is generated according to the amount of electrons generated.
본 발명에 의한 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출 장치는 A/D 변환부(40)를 더 포함할 수 있다.The radiation detection apparatus having the optical fiber member according to the present invention may further include an A /
상기 A/D 변환부(40)는 상기 이미지 센서(30)와 연결되어 상기 이미지 센서(30)에서 센싱된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다.The A /
즉, 상기 A/D 변환부(40)는 상기 이미지 센서(30)로부터 사기 이미지 센서(30)에서 센싱한 가시광선에 대한 아날로그 신호를 전송받아 디지털 신호로 변환한다.That is, the A /
상기 A/D 변환부(40)에 의해 방사선이 피사체를 통과하여 상기 섬광막(10)에 입사되는 원 이미지를 디지털 신호로 변환함으로써, 원 이미지에 대한 정보를 보다 정확하고 용이하게 저장, 전송 및 디스플레이에 출력할 수 있다.The A /
이때, 상기 A/D 변환부(40)는 광증배관(Photo Multiplier Tube, PMT) 또는 애벌런치 광다이오드(Avalanche Photo Diode, APD) 등을 포함할 수 있다.In this case, the A /
상기 광증배관(Photo Multiplier Tube, PMT) 또는 애벌런치 광다이오드(Avalanche Photo Diode, APD)는 상기 이미지 센서로부터 전달받은 아날로그 신호를 증폭하는 기능을 수행함으로써, 증폭된 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환하여 보다 고해상도의 이미지 정보의 디지털 신호로 변환되도록 하는 기능을 수행한다.The photo multiplier tube (PMT) or avalanche photo diode (APD) performs a function of amplifying an analog signal transmitted from the image sensor, thereby converting the amplified analog signal into a digital signal. It performs a function of converting high resolution image information into a digital signal.
본 발명에 의한 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출 장치는 신호처리부(60)를 더 포함할 수 있다.The radiation detecting apparatus having the optical fiber member according to the present invention may further include a signal processor 60.
상기 신호처리부(60)는 상기 A/D 변환부(40)와 연결되어 상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 전송받아 데이터 베이스(DB)에 저장하거나 또는 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행한다. 이때, 상기 신호처리부(60)는 상기 저장된 신호를 다른 주변 출력장치 등으로 전송하는 역할을 수행할 수도 있다. The signal processor 60 is connected to the A /
상기 광섬유 부재(20)의 타측면과 상기 이미지 센서(30) 사이에는 광섬유 플레이트(Fiber Optic Plate, 50)가 더 포함될 수 있다(도 4 참조).A
즉, 상기 광섬유 플레이트(Fiber Optic Plate, 50)는 상기 광섬유 부재(20)의 일측면과 이미지 센서(30) 사이에 서로 밀착되도록 삽입 결합되어, 상기 광섬유 부재의 타측면으로 결속되는 가시광선을 상기 이미지 센서로 interelectrode coupling 없이 전송되도록 한다.That is, the
상기 광섬유 플레이트(Fiber Optic Plate, 50)는 상기 광섬유 부재(20)의 타측면으로 전달되는 아날로그 신호인 가시광선을 간섭이나 산란 등이 일어나지 않도록 하며 상기 이미지 센서(30)에 전달함으로써, 원 이미지와 정확하게 대응되는 고해상도의 아날로그 신호를 상기 이미지 센서(30)에 전달되도록 한다.
The
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
1: 방사선 10: 섬광막
20: 광섬유 부재 21: 입사부
22: 출력부 23: 테이퍼부
24: 픽셀부 25: 픽셀
26: 광로 30: 이미지 센서
40: A/D 변화부 50: 광섬유 플레이트
60: 신호처리부1: radiation 10: scintillation film
20: optical fiber member 21: incident part
22: output part 23: taper part
24: pixel portion 25: pixel
26: optical path 30: image sensor
40: A / D change part 50: optical fiber plate
60: signal processing unit
Claims (13)
방사선이 입사된 지점에서 가시광선을 발광하는 섬광막(Scintillation Screen);
상기 섬광막이 일측면에 결합되고, 일측면과 타측면을 각각 연통시키는 광로들이 형성되는 광섬유 부재; 및
상기 광섬유 부재의 타측면에 결합되어 상기 광로들을 통해 전달되는 가시광선을 감지하는 이미지 센서를 포함하되,
상기 광섬유 부재의 일측면에는 상기 광로들의 일단이 형성된 부분인 입력면이 형성되고, 상기 광섬유 부재의 타측면에는 상기 광로들의 타단이 형성된 부분인 출력면이 형성되되, 상기 출력면은 상기 입력면의 축소 형태이며,
상기 입력면에는 상기 입력면을 매트릭스 형태로 구획하는 픽셀들로 구성된 제1 픽셀부가 형성되고, 상기 출력면에는 상기 제1 픽셀부의 축소된 형태인 제2 픽셀부가 형성되며, 상기 광로들은 각각 상기 제1 픽셀부의 픽셀들과 상기 제2 픽셀부의 픽셀들 중 서로 대응하는 위치에 형성된 두 픽셀을 연통시키도록 형성되며, 상기 광로들 각각은 상기 광섬유 부재의 일측면으로부터 타측면으로 연통되는 홀 형태로 형성되고,
상기 광섬유 부재의 타측면과 이미지 센서 사이에는 광섬유 플레이트(Fiber Optic Plate)가 더 구비됨으로써, 상기 광섬유 부재의 타측면으로 결속되는 가시광선을 상기 이미지 센서로 상호 간섭 작용(Interelectrode Coupling) 없이 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
In the radiation detection device for outputting an image signal from the incident radiation,
A scintillation screen for emitting visible light at a point where radiation is incident;
An optical fiber member having the scintillator film coupled to one side and having optical paths communicating with one side and the other side, respectively; And
It is coupled to the other side of the optical fiber member includes an image sensor for detecting the visible light transmitted through the optical paths,
An input surface is formed on one side of the optical fiber member is a portion formed with one end of the optical path, an output surface is formed on the other side of the optical fiber member is a portion formed the other end of the optical path, the output surface of the input surface Is a reduced form,
The input surface is formed with a first pixel portion composed of pixels partitioning the input surface in a matrix form, and the output surface is formed with a second pixel portion in a reduced form of the first pixel portion. It is formed to communicate two pixels formed at a position corresponding to each other of the pixels of the first pixel portion and the pixels of the second pixel portion, each of the optical paths are formed in the form of a hole communicating from one side of the optical fiber member to the other side Become,
A fiber optic plate is further provided between the other side of the optical fiber member and the image sensor to transmit visible light bound to the other side of the optical fiber member to the image sensor without interelectrode coupling. And a radiation detection device having an optical fiber member.
상기 광로들 각각의 일단과 타단은 상기 광섬유 부재의 일측면과 타측면에 각각 일정한 구획마다 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method of claim 1,
One end and the other end of each of the optical paths is a radiation detection device having an optical fiber member, characterized in that formed in each of the predetermined partition on one side and the other side.
상기 광로들은 상기 입력면으로부터 출력면으로 각각 대칭적으로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method of claim 1,
And the optical paths are symmetrically inclined from the input surface to the output surface, respectively.
상기 이미지 센서에서 감지된 아날로그 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method of claim 1,
And an A / D converter configured to receive an analog signal sensed by the image sensor and convert the analog signal into a digital signal.
상기 A/D 변환부는 상기 이미지 센서로부터 전송받은 아날로그 신호를 증폭한 후 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method according to claim 6,
And the A / D converter amplifies the analog signal received from the image sensor and converts the analog signal into a digital signal.
상기 A/D 변환부는 광증배관(Photo Multiplier Tube, PMT) 또는 애벌런치 광다이오드(Avalanche Photo Diode, APD)를 포함하고,
상기 광증배관 또는 애벌런치 광다이오드를 이용하여 상기 이미지 센서로부터 전달받은 아날로그 신호를 증폭하는 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method of claim 7, wherein
The A / D converter includes a photo multiplier tube (PMT) or an avalanche photo diode (APD),
And a fiber optic member, amplifying the analog signal received from the image sensor using the optical multiplier or avalanche photodiode.
상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 저장하거나 디스플레이에 표시할 수 있는 신호처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method according to claim 6,
And a signal processing unit for storing the digital signal converted by the A / D converter or displaying the digital signal on the display.
상기 광섬유 부재는,
타측면이 일측면에 대하여 일정 배율만큼 축소되도록 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method according to any one of claims 1, 2, 5, 6, 7, 7, 8 or 9,
The optical fiber member,
Radiation detection device having an optical fiber member, wherein the other side is formed to be reduced by a predetermined magnification with respect to one side.
상기 광섬유 부재는 일측면으로부터 타측면으로 대칭적으로 경사지는 테이퍼 형태인 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method of claim 11,
The optical fiber member is a radiation detection device having an optical fiber member, characterized in that the tapered form inclined symmetrically from one side to the other side.
상기 방사선은 엑스선(X-ray)인 것을 특징으로 하는 광섬유 부재를 구비한 방사선 검출장치.
The method according to any one of claims 1, 2, 5, 6, 7, 7, 8 or 9,
And said radiation is X-rays.
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