KR101365007B1 - Line optical source module for maintaining focal length included x-ray image detector using optical switching readout - Google Patents

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양기동
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Abstract

The present invention relates to a line light source module for an X-ray image detector using an optical switching manner, comprising a light emitting diode (LED) array having a plurality of LEDs arranged therein; an optical film for diffusing and directing light outputted from the LED array; a glass substrate for converting the light directed by the optical film to generate a line beam of a pixel size using a slit formed in one surface; and a lens array for transferring the line beam outputted from the glass substrate to an X-ray sensor included in the X-ray image detector, wherein the glass substrate is laminated between the optical film and the lens array, and the thickness of the laminated glass substrate is based on the focal distance of the lens array.

Description

광 스위칭 방식을 이용한 엑스-선 영상 검출기에 포함되는 초점거리 확보를 위한 라인 광원 모듈{Line optical source module for maintaining focal length included X-ray image detector using optical switching readout} Line optical source module for maintaining focal length included X-ray image detector using optical switching readout

본 발명은 디지털 엑스-선 영상 검출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광 스위칭 방식을 이용하는 디지털 엑스-선 영상 검출기에 사용되며 일정한 초점거리를 확보할 수 있는 라인 광원 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a digital X-ray image detector, and more particularly, to a line light source module used in a digital X-ray image detector using an optical switching method and capable of securing a constant focal length.

일반적으로, 엑스-선(X-선)의 투과성질을 이용하여 환자의 신체부위나 물체를 투시하여 촬영하는 의료용 또는 산업용 디지털 엑스-선 영상 검출기가 널리 사용되고 있다. 이러한 디지털 엑스-선 영상 검출기는 엑스-선 영상 정보를 가져오기 위하여 픽셀화된 readout PCL(Photo Conductive Layer)(광 도전 층)에 TFT(Thin Film Transistor)를 사용한다.In general, a medical or industrial digital X-ray image detector which photographs a body part or an object of a patient using X-ray transmission characteristics is widely used. Such a digital X-ray image detector uses a TFT (Thin Film Transistor) in a pixelated readout Photo Conductive Layer (PCL) (optical conductive layer) to obtain X-ray image information.

그러나, TFT를 사용하여 엑스-선 영상 정보를 판독(readout)하는 방식은 픽셀 사이즈가 작아지면 노이즈가 증가하기 때문에 영상의 해상도(resolution)를 향상시키기면서 픽셀을 소형화하는 부분에서 어려움일 있을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 근래에는 기존의 TFT 스위칭을 사용하지 않고 광 스위칭을 이용하여 영상 정보를 판독하는 방식이 개발되고 있다.However, in the method of reading out x-ray image information using a TFT, noise is increased when the pixel size is small, so that it may be difficult to miniaturize the pixel while improving the resolution of the image . In order to solve such a problem, in recent years, a method of reading image information by using optical switching without using existing TFT switching has been developed.

도 1은 종래 기술에 따른 광 스위칭을 이용하여 엑스-선 영상 정보를 판독하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a principle of reading X-ray image information using optical switching according to the related art.

도 1을 참조하면, 종래의 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기는 엑스-선 발생장치에 의해 발생된 엑스-선을 촬영하고자 하는 물체나 인체에 투과시켜 물체의 영상 정보를 영상 센서 표면으로 입사시키게 된다.Referring to FIG. 1, an X-ray image detector using a conventional optical switching method transmits an X-ray generated by an X-ray generator to an object or a human body to be photographed, .

이 경우, 도 1의 (a)에 도시된 것과 같이, 상부전극(150)과 하부전극(110) 양단에 전압을 인가하고 엑스-선이 입사되면 엑스선 PCL에서 엑스-선 변환 물질인 a-Se, CZT(CdZnTe), CdTe, PbI2, HgI2PbO, BiI3 등의 광전도체 층(140)를 거치면서 전자(electron; 101) 및 정공(hole; 102)이 생성된다. 양 전극에 인가된 전압에 의해 형성된 전계에 의하여 전자(101) 및 정공(102)은 분리되고, 정공은 상부전극으로 이동하고 전자는 하부전극으로 이동하다가 전하 수집층(Charge Accumulation Layer: CAL)(130)에 모이게 된다.In this case, as shown in FIG. 1A, when a voltage is applied across both the upper electrode 150 and the lower electrode 110 and X-rays are incident, a-Se, which is an X-ray conversion material, in the X-ray PCL. Electrons 101 and holes 102 are generated via the photoconductor layer 140 such as CZT (CdZnTe), CdTe, PbI2, HgI2PbO, BiI3, and the like. Electrons 101 and holes 102 are separated by an electric field formed by a voltage applied to both electrodes, holes move to the upper electrode, electrons move to the lower electrode, and a charge accumulation layer (CAL) ( 130).

이후, 도 1의 (b)에 도시된 것과 같이, 전자(101)와 전공(102)이 분리된 상태에서 readout PCL(120)에서 전자를 수집하기 위해 상부전극(150)에 대응하는 (-)전극을 접지형태로 변환하면, 상부전극(150)의 정공(102)은 접지된 (-)전극에 의해 상쇄되고, 하부전극(110)은 CAL(130)에 수집된 전자에 의해 정공(103)이 유도되어 상쇄됨에 따라, 전체적으로 내부 전계를 상쇄시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, the negative electrode corresponding to the upper electrode 150 to collect electrons from the readout PCL 120 in a state where the electrons 101 and the holes 102 are separated from each other is shown. When the electrode is converted to ground, the hole 102 of the upper electrode 150 is canceled by the grounded negative electrode, and the lower electrode 110 is formed by the hole 103 by the electrons collected in the CAL 130. As this is induced and offset, it is possible to cancel the internal electric field as a whole.

그리고, 도 1의 (c)에 도시된 것과 같이, CAL(130)에 축적된 전자(101)를 판독하기 위해 하부전극에서 readout PCL(120)으로 빛을 조사하게 되면, readout PCL(120)에 새로운 전자(104) 및 정공(105)이 생성된다. 이때, 생성된 정공(105)은 CAL(130)에 축적되어 있는 전자(101)와 결합하여 사라지고, 결합한 정공의 수에 해당하는 전자(104)로부터 readout PCL(120)의 출력단에서 영상 정보를 반영하는 전하를 획득할 수 있다.As shown in FIG. 1C, when light is irradiated from the lower electrode to the readout PCL 120 to read the electrons 101 accumulated in the CAL 130, the readout PCL 120 is irradiated with light. New electrons 104 and holes 105 are generated. In this case, the generated hole 105 disappears by being combined with the electrons 101 accumulated in the CAL 130, and reflects the image information at the output terminal of the readout PCL 120 from the electrons 104 corresponding to the number of the combined holes. The charge can be obtained.

도 1에 도시된 방법으로 엑스-선 영상 정보를 판독하기 위해서는 readout PCL에 빛을 조사하여야 하는데, 일반적으로는 픽셀 사이즈로 구성된 라인 형태의 광 발생 장치를 기계적으로 이동시키면서 레이저로 구성된 라인 빔을 조사하게 된다. In order to read the X-ray image information by the method shown in FIG. Done.

그러나, 이와 같은 방법은 픽셀 사이즈의 라인 빔을 생성하기 위하여 시준레즈, cylindrical 렌즈, 미러, 광학부품과 이를 지지하는 마운트(mount) 등이 필요하고, 레이저의 직진성으로 인하여 광축을 정렬 및 고정시켜야 하는 등의 문제점으로 인하여 제작이 용이하지 않다는 문제점이 존재한다. However, such a method requires a collimation lens, a cylindrical lens, a mirror, an optical component and a mount for supporting the same, and an optical axis must be aligned and fixed due to the straightness of the laser. There is a problem that the production is not easy due to such problems.

또한, 엑스-선 영상 검출기의 패널이 용도에 따라 사이즈가 크기 때문에 한 개의 레이저 광원을 사용할 수 없고, 다수의 레이저 광원을 사용해야 하므로 각 레이저 광원이 만들어 내는 라인 광원을 한 열로 정렬해야 하고, 두 라인 광원이 만나는 부분에서는 광출력의 균일성을 유지하기 어렵다는 문제점이 있다.In addition, since the panel of the X-ray image detector is large in size depending on the application, one laser light source cannot be used, and multiple laser light sources must be used. Therefore, the line light source generated by each laser light source must be aligned in one column, and the two lines Where the light source meets, there is a problem that it is difficult to maintain the uniformity of the light output.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 레이저 다이오드를 사용하지 않고 LED 어레이를 사용하면서 광학적으로 민감함 초점거리를 쉽게 확보할 수 있는 엑스-선 영상 검출기를 위한 라인 광원 모듈을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and provides a line light source module for an X-ray image detector that can easily secure the optically sensitive focal length while using an LED array without using a laser diode will be.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기를 위한 라인(line) 광원 모듈은, 다수의 LED(Light Emitting Diode)가 배열된 LED 어레이; 상기 LED 어레이로부터 출력되는 광을 확산 및 직진하도록 하는 광학필름; 상기 광학필름에 의해 직진하는 광을 일면에 형성된 슬릿(slit)을 이용하여 픽셀 사이즈의 라인 빔(line beam)으로 변환하여 생성하는 유리기판; 및 상기 유리기판으로부터 출력되는 라인 빔을 상기 엑스-선 영상 검출기에 포함된 엑스-선 센서로 전달하는 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 유리기판은 상기 광학필름과 상기 렌즈 어레이 사이에 적층되며, 적층된 상기 유리기판의 두께는 상기 렌즈 어레이의 초점거리에 기초한다.A line light source module for an X-ray image detector using a light switching method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, LED array array of a plurality of LED (Light Emitting Diode); An optical film to diffuse and go straight from the light output from the LED array; A glass substrate which converts light traveling straight by the optical film into a line beam having a pixel size by using a slit formed on one surface thereof; And a lens array configured to transfer a line beam output from the glass substrate to an X-ray sensor included in the X-ray image detector, wherein the glass substrate is stacked between the optical film and the lens array. The thickness of the glass substrate is based on the focal length of the lens array.

상기 유리기판은, 상기 광학필름과 대면하는 일면에 소정의 광 흡수체가 코팅되고, 상기 광 흡수체가 코팅된 면에 상기 슬릿이 형성될 수 있다.The glass substrate may be coated with a predetermined light absorber on one surface facing the optical film, and the slit may be formed on the surface on which the light absorber is coated.

이때, 상기 광학필름에 의해 직진하는 광 중 상기 슬릿을 통과하지 않는 광은 상기 광 흡수체에 흡수되고 상기 슬릿을 통과하는 광은 라인 빔으로 변환될 수 있다.At this time, the light that does not pass through the slit of the light going straight by the optical film is absorbed by the light absorber and the light passing through the slit may be converted into a line beam.

상기 슬릿은, 상기 LED 어레이를 구성하는 다수의 LED 소자 각각에 대응하며, 상기 유리기판상에서 상기 LED 소자와 동일선상에 형성될 수 있다.The slit corresponds to each of a plurality of LED elements constituting the LED array, and may be formed on the glass substrate in the same line as the LED elements.

상기 렌즈 어레이는 다수의 GRIN(Gradient Index) 렌즈를 포함할 수 있다.The lens array may include a plurality of gradient index (GRIN) lenses.

상기 실시형태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the present invention by those skilled in the art. And can be understood and understood.

본 발명에 따르면, 레이저 다이오드를 사용하지 않고 LED 어레이를 사용하면서 광학적으로 민감함 초점거리를 쉽게 확보할 수 있는 엑스-선 영상 검출기를 위한 라인 광원 모듈을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a line light source module for an X-ray image detector which can easily secure an optically sensitive focal length while using an LED array without using a laser diode.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 스위칭을 이용하여 엑스-선 영상 정보를 판독하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기를 위한 라인 광원 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기에서 유리기판을 포함하는 라인 광원 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스-선 영상 검출기에서 광학필름과 렌즈 어레이간 거리에 따라 라인 빔 폭이 변화하는 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 라인 광원 모듈이 구현된 형태를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 라인 광원 모듈의 단면을 나타내는 측면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a view for explaining the principle of reading the X-ray image information by using the optical switching according to the prior art.
2 is a diagram illustrating an example of a line light source module for an X-ray image detector using a light switching method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a line light source module including a glass substrate in an X-ray image detector using an optical switching method according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view showing a characteristic that the line beam width is changed according to the distance between the optical film and the lens array in the X-ray image detector according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a form in which the line light source module illustrated in FIGS. 2 and 3 is implemented. Specifically, FIG. 5 is a side view illustrating a cross section of the line light source module.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.

본 발명은 디지털 엑스-선 영상 검출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광 스위칭 방식을 이용하는 디지털 엑스-선 영상 검출기에 사용되며 일정한 초점거리를 확보할 수 있는 라인 광원 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a digital X-ray image detector, and more particularly, to a line light source module used in a digital X-ray image detector using an optical switching method and capable of securing a constant focal length.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기를 위한 라인 광원 모듈의 일 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a line light source module for an X-ray image detector using a light switching method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기(200)는 소정의 파장을 갖는 광을 발생시키는 라인 광원 모듈(210)과 조사된 광에 의해 영상정보를 수집하는 라인 광원 모듈(210)의 상부에 위치하는 엑스-선 센서(220)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the X-ray image detector 200 using the light switching method includes a line light source module 210 for generating light having a predetermined wavelength and a line light source module for collecting image information by irradiated light. It consists of an X-ray sensor 220 located on the top of the 210.

본 발명의 실시예에 따른 라인 광원 모듈(210)은 엑스-선 센서(220)가 영상 신호를 수집하도록 소정의 파장을 갖는 광을 발생시키는 모듈로, LED(Light Emitting Diode Array) 어레이(211), 광학필름(213), 유리기판(215) 및 렌즈 어레이(217)를 포함한다. 이때, LED 어레이(211), 광학필름(213), 슬릿이 형성된 유리기판(215) 및 렌즈 어레이(217)가 순서대로 적층되어 형성될 수 있다.The line light source module 210 according to the embodiment of the present invention is a module for generating light having a predetermined wavelength so that the X-ray sensor 220 collects an image signal, and the LED (Light Emitting Diode Array) array 211 , An optical film 213, a glass substrate 215, and a lens array 217. In this case, the LED array 211, the optical film 213, the glass substrate 215 on which the slits are formed, and the lens array 217 may be stacked in this order.

LED 어레이(211)는 LED 패널로서, 소정의 PCB(Print Circuit Board; 211a) 상부에 일렬로 배치되는 다수의 LED 소자(211b)를 포함할 수 있다. LED 소자에 의해 형성된 라인 빔은 다수의 픽셀(pixel)에 대응한다.The LED array 211 is an LED panel and may include a plurality of LED elements 211b arranged in a line on a predetermined printed circuit board 211a. The line beam formed by the LED element corresponds to a plurality of pixels.

광학필름(213)은 LED 어레이(211)에서 출력되는 광의 발광성 및 직진성을 향상시키며 라인 광원을 형성하기 위한 하나 이상의 광학필름으로 구성될 수 있다.The optical film 213 may be composed of one or more optical films for improving light emission and linearity of light output from the LED array 211 and forming a line light source.

유리기판(215)은 광학필름(213)과 렌즈 어레이(217)간의 거리를 일정 거리로 유지하기 위해 광학필름(213)과 렌즈 어레이(217) 사이에 적층된다. 유리기판(215)은 렌즈 어레이(217)와 광학필름(215)간의 거리에 따라 변동하는 라인 빔 폭의 크기 및 라임 빔에 의해 생성되는 영상정보의 해상도를 균일하게 하기 위한 것이다.The glass substrate 215 is stacked between the optical film 213 and the lens array 217 to maintain the distance between the optical film 213 and the lens array 217 at a constant distance. The glass substrate 215 is for uniformizing the size of the line beam width and the resolution of the image information generated by the lime beam, which vary according to the distance between the lens array 217 and the optical film 215.

유리기판(215)이 광학필름(215)과 대면하는 일면에 소정의 흡수체를 코팅하고 슬릿을 형성하여 라인 빔을 형성하도록 설계할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.The glass substrate 215 may be designed to form a line beam by coating a predetermined absorber on one surface facing the optical film 215 and forming a slit. This will be described in more detail with reference to FIG. 3.

렌즈 어레이(217)는 예컨대 GRIN(Gradient Index) 렌즈 어레이로서, 유리기판(215)을 통과한 라인 빔을 엑스-선 센서(220)의 광 스위칭 readout 영역(또는, readout PCL)에 라인 형태로 집광 또는 집속시킬 수 있다. The lens array 217 is, for example, a GRIN (Gradient Index) lens array, and collects the line beam passing through the glass substrate 215 in the form of a line in the optical switching readout area (or readout PCL) of the X-ray sensor 220. Or focus.

엑스-선 센서(220)는 라인 형태의 엑스-선 센서로서, 엑스-선 촬영 영상을 디지털 출력으로 변환하는 구성으로, 광 스위칭 방식을 이용하는 디지털 엑스-선 영상 검출기를 위한 엑스-선 센서를 포함할 수 있다. 이때, 도 2에는 도시되지 않았으나 상기 도 1에서 상술한 것과 같이 상부전극, 엑스선 PCL, CAL, readout PCL 및 하부전극을 포함할 수 있다. The X-ray sensor 220 is a line-shaped X-ray sensor and converts an X-ray photographed image into a digital output, and includes an X-ray sensor for a digital X-ray image detector using an optical switching method. can do. Although not shown in FIG. 2, the upper electrode, the X-ray PCL, the CAL, the readout PCL, and the lower electrode may be included as described above with reference to FIG. 1.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 스위칭 방식을 이용하는 디지털 엑스-선 영상 검출기는 엑스-선 발생장치에 의해 발생된 엑스-선을 촬영하고자 하는 대상에 투과시켜 확보한 영상정보를 엑스-선 센서(220)의 표면으로 입사시키게 된다. 이러한 광 스위칭 방식은 엑스-선을 흡수하여 직접적으로 전자와 정공을 생성시키는 전도체를 사용하여 엑스-선의 흡수율을 증가시킬 수 있고, 적은 노이즈와 높은 DQE(Detective Quantum Efficiency)를 확보할 수 있다.As described above, the digital X-ray image detector using the optical switching method according to the embodiment of the present invention transmits the X-ray image information obtained by transmitting the X-ray generated by the X-ray generator to the object to be photographed X-ray It is incident on the surface of the sensor 220. The optical switching method can increase the absorption rate of X-rays by using a conductor that directly absorbs X-rays to generate electrons and holes, and can secure low noise and high Detective Quantum Efficiency (DQE).

다만, LED 어레이(211)에 포함된 LED 소자는 넓은 시야각(가시각)으로 인하여 광스위칭 readout 엑스-선 센서(220)의 광 스위칭 readout 라인광(라인 광원)으로 사용하는데 어려움이 발생할 수 있다.However, the LED element included in the LED array 211 may have difficulty in using as a light switching readout line light (line light source) of the light switching readout X-ray sensor 220 due to a wide viewing angle (visibility).

구체적으로, 광 스위칭 readout 엑스-선 센서(220)의 라인 광원의 특성은 픽셀 사이즈의 선폭을 가져야하고, 엑스-선에 의해 발생된 전하를 충분히 읽을 수 있는 정도의 광 세기가 보장되어야 한다. 또한, 위치별로 라인 광원(라인 광원의 출력 세기)의 균일도가 확보되어야 한다. 예컨대, 450nm의 파장을 갖는 청색 LED의 경우, 광 세기는 충분하나 소자 면적과 시야각이 크기 때문에 픽셀 사이즈의 빔 폭을 갖는 라인 광원(픽셀 라인)으로 사용하기에는 청색 LED의 광 세기가 충분하지 못할 수 있다. Specifically, the characteristics of the line light source of the optical switching readout X-ray sensor 220 should have a line width of the pixel size, and the light intensity to be sufficient to read the charge generated by the X-rays should be ensured. In addition, the uniformity of the line light source (output intensity of the line light source) should be ensured for each position. For example, for a blue LED with a wavelength of 450 nm, the light intensity is sufficient, but the light intensity of the blue LED may not be sufficient for use as a line light source (pixel line) having a beam width of pixel size because of the large device area and viewing angle. have.

또한, LED 어레이(211)에 포함된 각 소자(LED)의 사이즈가 크기 때문에 일렬로 배열할 경우 광 세기의 균일도가 확보되기 어려울 수 있다. In addition, since the size of each device (LED) included in the LED array 211 is large, it may be difficult to ensure the uniformity of the light intensity when arranged in a line.

또한, 렌즈 어레이(217)의 초점거리에 따라 렌즈 어레이(217)와 광학필름(215)간의 거리에 따라 라인 빔 폭의 크기 및 라임 빔에 의해 생성되는 영상 정보의 해상도 및 균일도가 영향을 받으며 양자간 일정 거리를 유지하는 것일 어려울 수 있다.In addition, the size of the line beam width and the resolution and uniformity of the image information generated by the lime beam are affected by the distance between the lens array 217 and the optical film 215 depending on the focal length of the lens array 217 and both. It can be difficult to maintain a certain distance between them.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 엑스-선 영상 검출기는 렌즈 어레이(217)로 입사되는 라임 빔 폭의 크기 및 광 세기의 균일도를 확보하고 나아가 균일한 영상 정보를 획득하기 위하여 유리기판을 적층한 라임 광원 모듈을 제안하는 것이다. Therefore, the X-ray image detector according to the embodiment of the present invention is a glass substrate laminated in order to ensure the size of the lime beam width and the uniformity of the light intensity incident on the lens array 217 and further obtain uniform image information. We propose a Lime light source module.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기에서 유리기판을 포함하는 라인 광원 모듈에 대한 측면 사시도이다. 3 is a side perspective view of a line light source module including a glass substrate in an X-ray image detector using a light switching method according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 라인 광원 모듈을 구성하는 LED 어레이(310), 광학필름(320), 유리기판(330) 및 렌즈 어레이(340)와 엑스-선 센서(350)는 상기 도 2에서 상술한 LED 어레이(211), 광학필름(213), 유리기판(215) 및 렌즈 어레이(217) 및 엑스-선 센서(220)에 대응되므로, 각 구성에 대한 동일한 설명은 생략하도록 한다.As shown in FIG. 3, the LED array 310, the optical film 320, the glass substrate 330, the lens array 340, and the X-ray sensor 350 constituting the line light source module are shown in FIG. 2. Since the LED array 211, the optical film 213, the glass substrate 215, the lens array 217, and the X-ray sensor 220 correspond to the above-described elements, the same description for each component will be omitted.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라인 광원 모듈(300)에 포함된 유리 기판(330)은 광학필름(320)과 대면하는 일면에 광을 흡수하는 흡수체(331)가 코팅되고, 흡수체(331)가 코팅된 일면에 LED 어레이(310)를 구성하는 다수의 LED 소자(311)에 대응하는 슬릿(333)이 형성된다. 바람직하게는, 슬릿을 픽셀 사이즈로 형성함으로써 픽셀 사이즈의 라인 빔이 유리기판(330)을 통해 렌즈 어레이(340)로 조사되도록 설계할 수 있다. Referring to FIG. 3, the glass substrate 330 included in the line light source module 300 according to the embodiment of the present invention is coated with an absorber 331 that absorbs light on one surface facing the optical film 320. A slit 333 corresponding to the plurality of LED elements 311 constituting the LED array 310 is formed on one surface coated with the absorber 331. Preferably, by forming the slit at the pixel size, the pixel beam may be designed to irradiate the lens array 340 through the glass substrate 330.

흡수체(331)는 광학계를 투과하면서 발생할 수 있는 산란된 빛을 흡수하고, 슬릿을 통과하지 않는 빔들은 슬릿을 제외한 나머지 흡수채 영역에 흡수되도록 구성하여 렌즈 어레이(217)로 인가되는 광을 라인 빔을 한정할 수 있다.The absorber 331 absorbs the scattered light that may occur while passing through the optical system, and the beams that do not pass through the slit are configured to be absorbed in the remaining absorbing region except for the slit so that the light applied to the lens array 217 is line beam. It can be defined.

이때, 유리기판(330)에 형성되는 슬릿은 LED 소자(311)와 일직선상에 위치하도록 형성하고, LED 소자의 개수에 따라 슬릿의 길이를 증감시킬 수 있다.In this case, the slits formed on the glass substrate 330 may be formed in a line with the LED element 311, and the length of the slits may be increased or decreased according to the number of LED elements.

또한, 유리기판(330)의 두께(d)는 렌즈 어레이(340)의 초점거리에 기초하여 설계함으로써 렌즈의 정확한 초점거리 확보 및 라인 광원의 선폭을 균일하게 유지할 수 있다. 이는, 광을 출력하는 광학필름(320)과 출력된 광을 입사각으로 하여 영상정보를 출력하는 렌즈 어레이(340)간의 거리와 렌즈 어레이(340)를 구성하는 렌즈의 초점거리에 따라 라인 빔 폭의 크기 및 라임 빔에 의해 생성되는 영상 정도의 해상도가 변동될 수 있기 때문이다.In addition, the thickness d of the glass substrate 330 is designed based on the focal length of the lens array 340, thereby ensuring accurate focal length of the lens and maintaining a uniform line width of the line light source. This is based on the line beam width depending on the distance between the optical film 320 for outputting light and the lens array 340 for outputting image information using the output light as an incident angle and the focal length of the lenses constituting the lens array 340. This is because the size and resolution of the image degree generated by the lime beam may vary.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엑스-선 영상 검출기에서 광학필름과 렌즈 어레이간 거리에 따라 라인 빔 폭이 변화하는 특성을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a characteristic that the line beam width is changed according to the distance between the optical film and the lens array in the X-ray image detector according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 광학 필름과 렌즈 어레이간 거리에 따라 엑스-선 영상 검출기의 readout 광전도체 표면에 형성되는 라인 빔 선폭이 변화되는 것을 확인할 수 있다. 예컨대, 광학 필름과 렌즈 어레이간 거리가 기준치 이상 이격되면((a), (e)위치), 라인 빔 폭이 기준치 이상 넓어지면서 빔의 정밀도가 낮아지는 반면, 광학 필름과 렌즈 어레이간 거리를 렌즈의 초점거리와 유사하게 구현할수록((c)위치) 구성하는 경우 빔 선폭의 정밀도가 높아지는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the line beam line width formed on the surface of the readout photoconductor of the X-ray image detector changes according to the distance between the optical film and the lens array. For example, if the distance between the optical film and the lens array is separated by more than the reference value ((a), (e) position), the line beam width becomes wider than the reference value, the beam accuracy is lowered, while the distance between the optical film and the lens array is measured It can be seen that the implementation of the focal length similar to the (c) position increases the accuracy of the beam line width.

이러한 라인 빔 폭의 크기 및 정확도는 이후 엑스-선 센서(350)에서 획득하는 영상정보의 정밀도 및 균일성 측면에 영향을 줄 수 있다.The size and accuracy of the line beam width may affect the accuracy and uniformity of the image information acquired by the X-ray sensor 350.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 라인 광원 모듈이 구현된 형태를 나타내는 도면으로, 구체적으로는 라인 광원 모듈의 단면을 나타내는 측면도이다.5 is a diagram illustrating a form in which the line light source module illustrated in FIGS. 2 and 3 is implemented. Specifically, FIG. 5 is a side view illustrating a cross section of the line light source module.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라인 광원 모듈(500)은 다수의 LED 소자들이 배열되어 소정의 파장의 광을 출력하는 LED 어레이 PCB(Printed Circuit Board)(501), LED 어레이 PCB(501)와 소정 거리 이격되며 LED 소자들이 출력한 광을 라인 빔으로 형성하기 위해 적층되는 광학필름(502), 유리기판(503) 및 렌즈 어레이(504)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the line light source module 500 according to an embodiment of the present invention may include an LED array printed circuit board (PCB) 501 and a LED array PCB in which a plurality of LED elements are arranged to output light having a predetermined wavelength. The optical film 502, the glass substrate 503, and the lens array 504 may be spaced apart from the 501 by a predetermined distance and stacked to form light output by the LED elements as a line beam.

유리기판(503)은 상술한 것처럼 LED 어레이에 대응하는 일면에 빛을 흡수하는 흡수체가 코팅된 상태에서 LED 소자로부터 출력된 빛을 투과시키기 위한 슬릿이 형성되어 있다. 또한, 유리기판(503)의 두께(d)를 상기 도 4에서 상술한 것처럼 렌즈 초점거리에 따른 광학 필름과 렌즈 어레이간 거리에 기초하여 설계함으로써, 정확한 렌즈 초점거리를 확보할 수 있다. 또한, 광학필름(502)과 렌즈 어레이(504) 사이에 유리기판(503)이라는 고형의 투과체를 삽입함으로써 모든 렌즈 위치마다 초점거리의 불일치에서 발생할 수 있는 라인 광원의 선폭의 균일도 문제를 해결할 수 있다. As described above, the glass substrate 503 is provided with a slit for transmitting light output from the LED element in a state in which an absorber for absorbing light is coated on one surface corresponding to the LED array. In addition, by designing the thickness d of the glass substrate 503 based on the distance between the optical film and the lens array according to the lens focal length as described above with reference to FIG. 4, an accurate lens focal length can be ensured. In addition, by inserting a solid transparent body called a glass substrate 503 between the optical film 502 and the lens array 504, it is possible to solve the problem of the line width uniformity of the line light source, which may occur due to the focal length mismatch at every lens position. have.

나아가, 유리기판(330)상에 코팅되는 흡수체의 두께는 일정 수치 이상으로 높임으로써, 얇은 슬릿을 사용하는 경우 대상 스캐닝시 발생할 수 있는 슬릿의 진동에 의한 라인 광원 선폭의 불안정성을 감소시킬 수 있다. Further, by increasing the thickness of the absorber coated on the glass substrate 330 to a predetermined value or more, when using a thin slit, it is possible to reduce the instability of the line light source line width due to the vibration of the slit that may occur when scanning the object.

이와 같이, 본 발며의 실시예에 따른 슬릿이 형성된 유리기판을 이용한 라인 광원 모듈은 프리즘 시트(prism sheet)와 같이 측광(side light)을 정면광으로 바꾸는 다수의 프리즘들(프리즘 패턴들)이 포함된 광학 필름을 사용하여 광의 집광성을 높이고 휘도를 높일 수 있다.As such, the line light source module using the glass substrate having the slit according to the embodiment of the present invention includes a plurality of prisms (prism patterns) for converting side light to front light, such as a prism sheet. By using the prepared optical film, the light condensing property can be increased and the brightness can be increased.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (5)

광 스위칭 방식을 이용하는 엑스-선 영상 검출기를 위한 라인(line) 광원 모듈에 있어서,
다수의 LED(Light Emitting Diode)가 배열된 LED 어레이;
상기 LED 어레이로부터 출력되는 광을 확산 및 직진하도록 하는 광학필름;
상기 광학필름에 의해 직진하는 광을 일면에 형성된 슬릿(slit)을 이용하여 픽셀 사이즈의 라인 빔(line beam)으로 변환하여 생성하는 유리기판; 및
상기 유리기판으로부터 출력되는 라인 빔을 상기 엑스-선 영상 검출기에 포함된 엑스-선 센서로 전달하는 렌즈 어레이를 포함하며,
상기 유리기판은,
상기 광학필름과 상기 렌즈 어레이 사이에 적층되며, 적층된 상기 유리기판의 두께는 상기 렌즈 어레이의 초점거리에 기초하는 것을 특징으로 하는 라인 광원 모듈.
A line light source module for an X-ray image detector using a light switching method,
An LED array in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are arranged;
An optical film to diffuse and go straight from the light output from the LED array;
A glass substrate which converts light traveling straight by the optical film into a line beam having a pixel size by using a slit formed on one surface thereof; And
It includes a lens array for transmitting the line beam output from the glass substrate to the X-ray sensor included in the X-ray image detector,
The glass substrate,
And a thickness of the laminated glass substrate based on the focal length of the lens array.
제1항에 있어서,
상기 유리기판은,
상기 광학필름과 대면하는 일면에 소정의 광 흡수체가 코팅되고, 상기 광 흡수체가 코팅된 면에 상기 슬릿이 형성되는, 라인 광원 모듈.
The method of claim 1,
The glass substrate,
A predetermined light absorber is coated on one surface facing the optical film, and the slit is formed on the surface on which the light absorber is coated.
제2항에 있어서,
상기 광학필름에 의해 직진하는 광 중 상기 슬릿을 통과하지 않는 광은 상기 광 흡수체에 흡수되고 상기 슬릿을 통과하는 광은 라인 빔으로 변환되는, 라인 광원 모듈.
3. The method of claim 2,
Light that does not pass through the slit among the light going straight by the optical film is absorbed by the light absorber and the light passing through the slit is converted into a line beam.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 슬릿은,
상기 유리기판상에서 상기 LED 어레이를 구성하는 다수의 LED 소자와 동일선상에 형성되는, 라인 광원 모듈.
3. The method according to claim 1 or 2,
The slit
A line light source module is formed on the glass substrate and collinear with a plurality of LED elements constituting the LED array.
제1항에 있어서,
상기 렌즈 어레이는,
다수의 GRIN(Gradient Index) 렌즈를 포함하는, 라인 광원 모듈.
The method of claim 1,
Wherein the lens array comprises:
A line light source module, comprising a plurality of GRIN (Gradient Index) lenses.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005245770A (en) 2004-03-04 2005-09-15 Fuji Photo Film Co Ltd Mammography apparatus
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