KR101463389B1 - 엑스선 검출 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑스선 검출 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 엑스선에 의해 발생되는 가시광에 대한 검출 효율을 증가시킴으로써 방사선 분야에서 필수적으로 요구되는 엑스선 검출 효율을 향상시킬 수 있는 엑스선 검출 장치에 관한 것이다. 본 발명은 조사되는 엑스선에 의해 내부에서 가시광이 발생되는 섬광체 구조물; 상기 섬광체 구조물 하부에 결합되며 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생된 후 상기 섬광체 구조물 하부로 조사되는 가시광을 검출하는 광검출부; 및 상기 섬광체 구조물 상부에 형성되며 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생된 후 상기 섬광체 구조물 상부로 조사되는 가시광을 상기 광검출부 측으로 반사시키는 반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 섬광체 구조물로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 내부에서 발생된 후 광 검출부가 배치된 영역 이외의 영역으로 조사되는 가시광을 섬광체 구조물에 구성되는 격벽 및 섬광체 구조물 상부에 구성되는 반사층에 의해 반사한 후 광 검출부 측으로 조사할 수 있으므로 광 검출부의 가시광 검출 효율을 증가시켜 결과적으로 엑스선 검출 효율을 증가시킬 수 있는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 엑스선 검출 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 엑스선에 의해 발생되는 가시광에 대한 검출 효율을 증가시킴으로써 방사선 분야에서 필수적으로 요구되는 엑스선 검출 효율을 향상시킬 수 있는 엑스선 검출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 엑스선의 특성을 이용하여 환자의 신체부위 또는 물체를 투시하여 촬영하기 위한 목적으로 의료 및 산업 분야에서 디지털 기반의 엑스선 검출 장치가 널리 활용되고 있다.
도 1은 종래의 엑스선 검출 장치에 대한 참고도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 엑스선 검출 장치는 조사되는 엑스선을 흡수하여 빛(다시 말해서, 가시광)을 발생시키는 섬광체, 및 섬광체에서 발생된 가시 광선을 감지하여 이를 전기적 신호로 변환하기 위한 이미지 센서로 구성된다.
그러나, 종래의 엑스선 검출 장치의 경우 엑스선에 의해 섬광체에서 발생되는 빛이 산란에 의해 이미지 센서가 배치된 영역 외에 다른 영역으로 조사되는 경우 이를 이미지 센서에 검출할 수 없으므로 섬광체에서 발생되는 빛 대비 이미지 센서에서 검출되는 빛의 양이 적어지게 되어 결과적으로 엑스선 검출 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 엑스선에 의해 섬광체 내부에서 발생되는 가시광이 산란에 의해 광검출부가 배치되는 영역 외의 영역으로 조사되는 경우 이를 광검출부 측으로 조사되도록 반사시킴으로써 엑스선 에 의해 발생하는 가시광의 검출 효율을 증가시킬 수 있는 엑스선 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치는 조사되는 엑스선에 의해 내부에서 가시광이 발생되는 섬광체 구조물; 상기 섬광체 구조물 하부에 결합되며 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생된 후 상기 섬광체 구조물 하부로 조사되는 가시광을 검출하는 광검출부; 및 상기 섬광체 구조물 상부에 형성되며 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생된 후 상기 섬광체 구조물 상부로 조사되는 가시광을 상기 광검출부 측으로 반사시키는 반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 섬광체 구조물과 상기 반사층 사이에 결합되며 상기 반사층에서 반사된 가시광을 굴절시켜 상기 신호 감지부에 대하여 수직 방향으로 조사되도록 하는 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 섬광체 구조물과 상기 반사층 사이에 결합되며 상기 반사층에서 반사된 가시광을 굴절시켜 상기 신호 감지부에 대하여 수직 방향으로 조사되도록 하는 렌즈 어레이 시트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사층은 반사 필름일 수 있다.
또한, 상기 광검출부는 기판 상부에 형성되고, 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 섬광체 구조물은 상기 복수 개의 포토 다이오드에 대응되도록 격벽으로 구분되는 복수 개의 픽셀형 섬광체를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 섬광체 구조물로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 내부에서 발생된 후 광검출부가 배치된 영역 이외의 영역으로 조사되는 가시광을 섬광체 구조물에 구성되는 격벽 및 섬광체 구조물 상부에 구성되는 반사층에 의해 광검출부 측으로 반사시킨 후 반사층과 섬광체 구조물 사이에 구비되는 프리즘 시트 또는 렌즈 어레이 시트를 통해 광검출부에 대하여 수직 방향으로 조사되도록 하여 내부 전반사를 유도함과 동시에 광검출부를 구성하는 각 픽셀에 조사되는 가시광이 인접 픽셀과 간섭되는 현상을 최소화할 수 있어 결과적으로 엑스선 검출 효율을 증가시킬 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 엑스선 검출 장치에 대한 참고도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치의 단면도,
도 3은 도 2의 섬광체 구조물 및 광 검출부에 대한 참고도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치의 동작 참고도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치의 단면도,
도 3은 도 2의 섬광체 구조물 및 광 검출부에 대한 참고도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치의 동작 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치의 단면도, 도 3은 도 2의 섬광체 구조물 및 광검출부에 대한 참고도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치(1)는 섬광체 구조물(10), 광검출부(20), 반사층(30), 및 기판(40)을 포함한다.
섬광체 구조물(10)은 내부로 조사되는 엑스선에 의해 내부에서 가시광이 발생된다.
이때, 섬광체 구조물(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 격벽(12)으로 구분되는 복수 개의 픽셀형 섬광체를 포함할 수 있고, 상기와 같이 격벽(12)으로 구분되는 복수 개의 픽셀형 섬광체를 포함하는 섬광체 구조물(10)의 경우 소정 기판에 포토레지스트, 실리콘, 실리콘 산화막, 또는 금속 산화물 등을 일정 두께로 형성한 후 D-RIE(Deep Reactive Ion Etching) 방식 등을 이용해 필요한 깊이까지 트렌치(trench) 공정을 진행하여 픽셀간 분리를 위한 격벽을 만들고, 격벽 사이에 분말형 섬광물질을 채워 복수 개의 픽셀형 섬광체를 생성할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 픽셀형 섬광체를 생성하기 위한 섬광물질로서 NaI(T1)(탈륨을 첨가한 요오드화 나트륨), CsI(T1)(탈륨을 첨가한 요오드화 세슘), CsI(T1)(나트륨을 첨가한 요오드화 세슘), BGO, CdWO4, CaF2(Eu), Gd2O2S(Tb), Gd2O2(Eu) 등 원자번호와 밀도가 높은 물질을 사용할 수 있다.
광검출부(30)는 섬광체 구조물(10) 하부에 결합되며 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생된 후 섬광체 구조물(10) 하부로 조사되는 가시광을 검출한다.
이때, 광검출부(30)는 금속, 실리콘, 또는 유리 소재로 형성되는 기판(40) 상부에 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 포토 다이오드를 포함할 수 있으며, 이에 따라 격벽(12)으로 구분되는 복수 개의 픽셀형 섬광체와 대응되어 상기 복수 개의 픽셀형 섬광체 각각에서 발생되는 가시광을 검출할 수 있게 된다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만 광검출부(30)는 복수 개의 포토 다이오드 각각에 대응되도록 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 TFT(Thin Film Transistor) 소자를 더 포함할 수 있다.
반사층(30)은 섬광체 구조물(10) 상부에 형성되며 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생된 후 섬광체 구조물(10) 상부로 조사되는 가시광을 광검출부(20) 측으로 반사시킨다.
이때, 반사층(30)은 반사 필름일 수 있는데, 여기에서 반사 필름이란 알루미늄 소재를 이용하여 장파복사 또는 단파복사의 반사율을 높인 필름 또는 높은 다중의 굴절율 필름과 낮은 굴절율 필름으로 구성된 고반사 필름을 의미한다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치(1)의 경우 섬광체 구조물(10)과 반사층(30) 사이에 결합되어 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생된 후 섬광체 구조물(10) 상부(다시 말해서, 반사층(30) 측으로)로 조사된 후 반사층(30)에 의해 반사되어 섬광체 구조물(10) 하부로 조사되는 가시광을 굴절시켜 광검출부(30)에 대하여 수직 방향으로 조사되도록 하기 위한 프리즘 시트 또는 렌즈 어레이 시트를 더 포함할 수 있으며, 상기의 구성을 포함한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검출 장치(1)의 상세 동작 과정을 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엑스선 검출 장치의 동작 참고도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부(다시 말해서, 섬광체 구조물(10)를 구성하는 단일 픽셀형 섬광체)에서 발생되는 가시광 중 광검출부(20) 측으로 조사되는 광(L1, L2)의 경우 기본적으로 광검출부(20)에 의해 검출될 수 있다.
그리고, 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생되는 가시광 중 산란되어 격벽(12)에서 반사된 후 반사층(30) 측으로 조사되는 광(L3) 또는 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생되는 가시광 중 산란되어 반사층(30) 측으로 조사되는 광(L4)의 경우 섬광체 구조물(10)과 반사층(30) 사이에 결합된 프리즘 시트(50)에 의해 1차 굴절된 후 반사층(30)에서 반사되고 다시 프리즘 시트(50)에 의해 2차 굴절되어 광검출부(20)에 대하여 수직 방향으로 조사될 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10)(다시 말해서, 섬광체 구조물(10)를 구성하는 단일 픽셀형 섬광체) 내부에서 발생되는 가시광 중 광검출부(20) 측으로 조사되는 가시광(L5, L6)의 경우 기본적으로 광검출부(20)에 의해 검출될 수 있다.
그리고, 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생되는 가시광 중 산란되어 격벽(12)에서 반사된 후 반사층(30) 측으로 조사되는 광(L7) 또는 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생되는 가시광 중 산란되어 반사층(30) 측으로 조사되는 광(L8)의 경우 섬광체 구조물(10)과 반사층(30) 사이에 결합된 렌즈 어레이 스트(60)에 의해 1차 굴절된 후 반사층(30)에서 반사되고 다시 렌즈 어레이 시트(60)에 의해 2차 굴절되어 광검출부(20)에 대하여 수직 방향으로 조사될 수 있다.
따라서, 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생되는 가시광 중 산란에 의해 광검출부(20) 측(다시 말해서, 광검출부(20)가 배치된 영역)으로 조사되지 않는 가시광의 경우에도 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 섬광체 구조물(10)에 구성된 격벽(12) 및 섬광체 구조물(10) 상부에 결합되는 반사층(30)에 의해 반사된 후 섬광체 구조물(10)과 반사층(30) 사이에 구비되는 프리즘 시트(50) 또는 렌즈 어레이 시트(60)에 굴절되어 광검출부(20)에 대하여 수직 방향으로 조사되므로 광검출부(20)를 구성하는 각 픽셀(다시 말해서, 광검출부(20)를 구성하는 각 포토 다이오드)에 조사되는 가시광이 인접 픽셀(다시 말해서, 광검출부(20)를 구성하는 각 포토 다이오드에 인접하여 위치하는 다른 포토 다이오드)과 간섭되는 현상을 최소화할 수 있어 가시광에 대한 검출 효율이 크게 향상될 수 있게 된다.
본 발명의 엑스선 검출 장치(1)는 섬광체 구조물(10) 상부에 섬광체 구조물(10) 내부로 조사되는 엑스선에 의해 섬광체 구조물(10) 내부에서 발생된 후 산란에 의해 광검출부(20) 측(다시 말해서, 섬광체 구조물(10) 하부 측)이 아닌 섬광체 구조물(10) 상부 측으로 조사되는 가시광을 반사시킬 수 있는 반사층(30)을 형성함과 동시에 섬광체 구조물(10)을 격벽(12)으로 구분되는 복수 개의 픽셀형 섬광체를 포함하는 형태로 구성하여 섬광체 구조물(10)의 상부 측으로 조사되는 광을 격벽(12) 및 반사층(30)에서의 반사에 의해 다시 광검출부(20) 측으로 조사되도록 하여 광검출부(20)의 가시광에 대한 검출 효율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 결과적으로 엑스선 검출 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(1) : 엑스선 검출 장치 (10) : 섬광체 구조물
(20) : 광검출부 (30) : 반사층
(40) : 기판 (50) : 프리즘 시트
(60) : 렌즈 어레이 시트
(20) : 광검출부 (30) : 반사층
(40) : 기판 (50) : 프리즘 시트
(60) : 렌즈 어레이 시트
Claims (6)
- 조사되는 엑스선에 의해 내부에서 가시광이 발생되는 섬광체 구조물;
상기 섬광체 구조물 하부에 결합되며 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생된 후 상기 섬광체 구조물 하부로 조사되는 가시광을 검출하는 광검출부; 및
상기 섬광체 구조물 상부에 형성되며 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생된 후 상기 섬광체 구조물 상부로 조사되는 가시광을 상기 광검출부 측으로 반사시키는 반사층; 및
상기 섬광체 구조물과 상기 반사층 사이에 결합되며 상기 반사층에서 반사된 가시광을 굴절시켜 상기 광검출부에 대하여 수직 방향으로 조사되도록 하는 프리즘 시트를 포함하고,
상기 광검출부는 기판 상부에 형성되고, 어레이 형태로 배열되는 복수 개의 포토 다이오드를 포함하며,
상기 섬광체 구조물은 상기 복수 개의 포토 다이오드에 대응되도록 격벽으로 구분되는 복수 개의 픽셀형 섬광체를 포함하고,
상기 프리즘 시트는 상기 섬광체 구조물 내부에서 발생되는 가시광 중 산란되어 상기 격벽에서 반사되는 광 또는 산란되어 상기 반사층 측으로 조사되는 광을 1차 굴절시킨 후 상기 반사층으로 조사하고, 상기 반사층에서 반사되는 광을 2차 굴절시켜 상기 2차 굴절된 광이 상기 광검출부에 대하여 수직 방향으로 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 반사층은 반사 필름인 것을 특징으로 하는 엑스선 검출 장치. - 삭제
- 삭제
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2012
- 2012-11-26 KR KR1020120134309A patent/KR101463389B1/ko not_active IP Right Cessation
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