KR20040038674A - 엑스레이 형광투시 장치 - Google Patents

Abstract

X축과 Y축 이동 메카니즘들은 x축과 y축 방향들로 샘플테이블을 위치시키기 위해 제공된다. 엑스레이 카메라의 틸팅 방향에 따른 방향으로 그 이동 메카니즘들을 이동시키기 위한 yT축 이동 메카니즘은 x축과 y축 이동 메카니즘들로부터 개별적으로 제공된다. 엑스레이 카메라가 틸트될 때, 샘플테이블은 yt축 이동 메카니즘과 z축 이동 메카니즘에 의해 이동되고, 이에 의해 엑스레이 카메라가 틸트되기 전에 설정된 샘플의 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터를 변화되지 않은 채로 남겨진다. 엑스레이 카메라가 틸트되기 전의 이동 메카니즘들에 의한 샘플테이블 상의 좌표들은 카메라가 틸트된 후에도 그대로 사용될 수 있다.

Description

엑스레이 형광투시 장치{X-RAY FLUOROSCOPIC APPARATUS}

본 발명은 엑스레이 형광투시 검사장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모니터 화면 또는 방사선 촬영에 형광투시된 물체의 형광투시 이미지를 보여주거나형광투시 이미지를 방사선 사진으로 찍기 위한 장치와, 또한 형광투시 이미지로부터 CT 이미지를 구성하기 위한 장치에 응용가능한 엑스레이 CT 장치에 관한 것이다.

산업의 엑스레이 형광투시 검사 장치와 같은, 엑스레이 형광투시 장치에서, 이미지 증감액(intensifier)을 포함한 엑스레이 카메라, CCD 카메라 등이 엑스레이 소스에 대향하여 배치된다. 샘플과 같은, 물체(샘플로써 언급됨)는 CCD 카메라와 엑스레이 소스 사이에 위치된다. 엑스레이 카메라는 샘플의 엑스레이 형광투시 이미지를 방사선사진으로 찍는다.

보통, 샘플테이블은 엑스레이 소스와 엑스레이 카메라 사이에 배치된다. 샘플테이블은 샘플상의 소망되는 뷰 포인트(view point)가 엑스레이 카메라의 가시 범위(visual field) 안에 위치되도록 배치된다. 샘플테이블은 테이블의 표면에 따라 평면상에 서로 수직인 두 축(x축과 y축)내에서 이동가능하다. 샘플테이블은 x축과 y축에 수직인, 즉, 엑스레이 소스로부터 방출되는 엑스레이의 광학의 축으로 확장되는 z축에 대해 회전가능하다.

이 종류의 엑스레이 형광투시 장치는, 소망되는 형광투시 이미지의 배율 팩터를 변화시키기 위해 엑스레이 소스로부터 방출되는 엑스레이들의 광학축(z축) 방향으로 샘플테이블 및 엑스레이 카메라를 이동시키는 메카니즘를 갖추고 있다. 특히, 몇 가지 형태의 엑스레이 형광투시 장치는 카메라가 틸팅 각에서 물체를 형광투시할 수 있도록 엑스레이 소스의 광학축에 관하여 예정된 방향으로 엑스레이 카메라를 틸트(tilt)하는 메카니즘을 더 갖추고 있다.

틸팅(tilting) 메카니즘의 엑스레이 형광투시 장치는 다음의 문제를 수반한다. 오퍼레이터는 샘플테이블 상에 샘플에 위치시키고, 엑스레이 카메라가 엑스레이의 광학축 상에 위치된 상태에서 샘플에서 소망되는 뷰 포인트를 가지도록 샘플테이블을 위치한다. 그리고 나서, 오퍼레이터는 틸팅각에서 샘플을 형광투시하기 위해 엑스레이 카메라를 틸트한다. 이 때, 샘플 상의 뷰 포인트는 가시 범위 안에서 움직이거나 가시 범위 밖에서 움직인다. 이 경우에, 비록 샘플테이블이 뷰 포인트가 엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 있도록 x축 혹은 y축 방향에서 움직인다면, 카메라가 틸트되기 전에 표의 위치에서 엑스레이 소스와 샘플 사이의 거리(SOD)는 초기 거리로부터 변화할 것이다. 그러므로, 비록 엑스레이 소스와 엑스레이 검출기 사이의 거리(SID)가 고정되었더라도, SID/SOD에 의해 나타내어지는 형광투시 배율 팩터는 카메라가 틸트되기 전에 그 값으로부터 변화한다.

샘플테이블을 회전시키기 위한 회전 메카니즘이, x축과 y축 방향들에서 테이블을 이동시키기 위한 메카니즘 상에 놓여있는 경우에, 다음의 문제들이 일어난다. 샘플이 샘플테이블 상에 있고 샘플 상의 뷰 포인트가 카메라의 가시 범위의 중심에 자리잡도록 위치되고, 테이블이 회전할 때, 샘플테이블의 회전 샤프트(rotary shaft)가 x축과 y축 방향들로 이동되었기 때문에 뷰 포인트가 때때로 엑스레이 카메라의 가시 범위의 중심으로부터 상당히 이동된다. 이러한 경우에, 샘플테이블이 회전하면, 뷰 포인트는 아크를 그리며 가시 범위 밖으로 이동한다.

그 문제(JP-A-2001-249086 (pp.3에서 12)에서 보여짐)를 해결하는 기법은 알려져 있다. 이 기법에서, x축과 y축 방향들로의 샘플테이블의 이동의 보정량은 엑스레이 카메라가 틸트되거나 샘플테이블이 회전할 때 뷰 포인트의 초기위치가 가시 범위 안에서 유지되도록 함으로써 계산된다. x축과 y축 방향 이동들을 위한 이동 메카니즘은 계산한 결과들을 사용함에 의해 구동된다.

이 기법이 사용될 때, 비록 엑스레이 카메라가 틸트되거나 샘플테이블이 위치되고 위치되더라도 뷰 포인트는 항상 엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 유지된다. 특히, 고배율 팩터에서 샘플을 형광투시하는 작업의 효율성은 상당히 향상된다.

위에서 언급한 관련 기술 트래킹(tracking) 기법은 다음의 단점이 있다. 오페레이터가 처음으로 샘플을 고정한 테이블 상의 위치의 x와 y의 좌표의 세트는 카메라가 틸트되거나 표가 회전된 후에 이동량의 보정의 양들만큼 x와 y의 방향들로 변화할 것이다. 이것은, 오퍼레이터가 샘플 상의 형광투시 가시 범위 위치를 위한 참조로써 x와 y 좌표들의 값을 이용하기 어렵게 만든다.

위의 배경 기술에서, 본 발명의 제1목적은, 엑스레이 카메라가 틸트될 때 엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 샘플의 뷰 포인트의 초기 위치와 초기 형광투시 배율 팩터를 유지하고, 또한 엑스레이 카메라가 틸트되기 전에 오퍼레이터가 샘플의 뷰 포인트를 설정하는 엑스레이 카메라의 가시 범위에서 소망되는 위치의 X와 Y의 좌표들을 유지하는 엑스레이 형광투시 장치를 제공한다.

본 발명의 제 2 목적은, 샘플테이블이 엑스레이 카메라가 틸트된 상태에서 z축 방향으로 움직일 때에도 엑스레이 카메라의 가시 범위에서 샘플의 뷰 포인트의초기 위치가 변화하지 않도록 유지되는 엑스레이 형광투시 장치를 제공하는 것이고, 또한 이 경우에, 샘플테이블이 이동한 후에도 초기 X와 Y의 좌표는 변화되지 않고 사용될 수 있다.

제 1 목적을 이루기 위해서,

엑스레이 소스;

엑스레이 소스로부터 방출되는 엑스레이들이 입사되는 위치에 위치되는 엑스레이 카메라;

엑스레이 소스와 엑스레이 카메라 사이에 위치되어, 샘플을 지지하기 위한 샘플테이블;

주어진 경사 방향으로 엑스레이 카메라를 틸팅하기 위한 틸팅 메카니즘;

엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 샘플을 위치시키기 위해 샘플테이블의 표면을 따른 평면 상에서 서로 직교하는 x축과 y축으로 샘플을 이동시키기 위한 이동메카니즘;

샘플테이블이 엑스레이 소스로 그리고 그로부터 이동하는 방향들로 확장되는 z축에 관한 위치 이동 메카니즘과 함께 샘플테이블을 회전시키기 위한 회전 메카니즘으로서, 상기 z축은 x축과 y축에 직교하는 회전 메카니즘;

엑스레이 카메라의 틸팅 방향으로 위치 이동 메카니즘 및 회전 메카니즘과 함께 샘플테이블을 이동시키기 위한 위치 보정 이동 메카니즘;

z축 방향에서 회전 메카니즘과 위치 이동 메카니즘, 위치 보정 이동 메카니즘과 함께 샘플테이블을 이동시키기 위한 z축 이동 메카니즘; 및

엑스레이 카메라가 틸트되기 전의 샘플의 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터가 유지될 수 있도록, 엑스레이 카메라가 틸팅 메카니즘에 의해 틸트될 때, 엑스레이 카메라의 틸팅 각에 따라 z축 이동 메카니즘과 보정 이동 메카니즘을 구동하면서 위치 이동 메카니즘을 구동하지 않기 위한 틸팅 트레이싱 메카니즘(tilting tracing mechanism)을 포함하는, 제 1 엑스레이 형광투시 장치를 제공한다.

제 2 목적을 이루기 위해,

엑스레이 소스;

엑스레이 소스로부터 방출되는 엑스레이들이 입사되는 위치에 위치되는 엑스레이 카메라;

엑스레이 소스와 엑스레이 카메라 사이에 위치되어 샘플을 지지하기 위한 샘플테이블;

주어진 틸팅 방향으로 엑스레이 카메라를 틸팅하기 위한 틸팅 메카니즘;

엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 샘플을 위치시키기 위해 샘플테이블의 표면에 따른 평면에서 서로 직교하는 x축과 y축으로 샘플테이블을 이동시키기 위한 위치 이동 메카니즘;

샘플테이블이 움직이는 방향들로 확장하는 z축에 관해 위치 이동 메카니즘와 함께 샘플테이블을 회전시키기 위한 회전 메카니즘;

엑스레이 카메라의 경사 방향으로 위치 이동 메카니즘과 회전 메카니즘과 함께 샘플테이블을 이동시키기 위한 위치 보정 이동 메카니즘;

z축 방향에서 회전 메카니즘과 위치 이동 메카니즘, 위치 보정 이동 메카니즘과 함께 샘플테이블을 이동시키기 위한 z축 이동 메카니즘; 및

z축에 상기 샘플테이블의 상기 이동 전의 샘플의 뷰 포인트가 유지되도록, 상기 샘플테이블이 엑스레이들이 상기 틸팅 메카니즘에 의해 틸팅된 상태에서 z축 방향으로 이동될 때, z축 방향으로의 상기 샘플테이블의 이동량에 따라 상기 보정 이동 메카니즘을 구동하면서 상기 위치 이동 메카니즘을 구동하지 않기 위한 인-체인징-배율-팩터(in-changing-magnification-factor) 트레이싱 메카니즘을 포함하는, 제 2 엑스레이 형광투시 장치를 제공한다.

발명에서, 전용의 이동 메카니즘은 x축과 y축 방향들로 샘플테이블을 이동하기 위한 위치 이동 메카니즘으로부터 개별적으로 제공된다. 전용의 이동 메카니즘은 엑스레이 카메라가 틸트된 상태에서 샘플테이블이 z축 방향으로 움직일 때 혹은 엑스레이 카메라가 틸트될 때 샘플테이블의 위치를 보정한다. 전용의 이동 메카니즘은 위치 이동 메카니즘보다 기저면(개별적인 메카니즘들이 수직적으로 배열될 때, 위치 이동 메카니즘 아래에 위치된다. 기저면은 "아래면"으로 불리며, 기저면괴 대치되는 면은 "윗면"으로 불릴 것이다)에서 더 가깝게 제공된다. 샘플테이블을 위한 회전 메카니즘은 x축과 y축 방향들로 테이블을 움직이기 위해 위치 이동 메카니즘 아래에 그리고 보정을 위해서만 동작되는 전용의 이동 메카니즘 위에 배치된다. 또한, z축 이동 메카니즘은 z축으로 모든 메카니즘들을 움직이기 위해 제공된다.

제 1 엑스레이 형광투시 장치에서, 카메라가 틸트되기 전에 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터는, 엑스레이 카메라가 틸팅 메카니즘에 의해 틸트될 때와 같이유지되고, x축과 y축 방향들로 테이블을 이동하기 위한 위치 이동 메카니즘은 구동되지 않지만, 카메라와 z축 이동 메카니즘의 틸팅 방향으로 샘플테이블을 이동시키기 위한, 그 아래에 위치한, 보정 이동 메카니즘이 구동된다. 카메라 틸팅시에 위치 이동 메카니즘에 의해 설정된 샘플테이블 상의 좌표들은 고정된 채로 남아있다. 따라서, 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터를 유지하는 초기의 좌표들은 계속적으로 사용될 수 있다.

제 2 엑스레이 형광투시 장치에서, 샘플테이블이 엑스레이 카메라가 틸팅 메카니즘에 의해 틸트된 상태에서 z축 방향으로 움직일 때, 보정 이동 메카니즘은 z축 방향으로의 테이블의 이동량에 따라 구동되고, 이에 의해 z축방향으로의 테이블의 이동 전에 설정된 샘플의 뷰 포인트가 유지된다. 또한 이러한 경우에서, 샘플테이블의 초기 좌표들은 변하지 않고 유지되고, 그러므로, 그대로 사용될 수 있다.

엑스레이 형광투시 장치에서, 테이블 회전 메카니즘은 위치 이동 메카니즘의 아래에 위치된다. 따라서, 샘플테이블이 x축과 y축 방향들로 위치 이동 메카니즘에 의해 움직일 때, 엑스레이 카메라와 샘플테이블의 회전 샤프트 사이의 위치적인 관계는 변하지 않고 유지된다. 따라서, 뷰 포인트가 엑스레이 카메라의 가시 범위 밖으로 이동하는 것을 막을 수 있다.

도 1은 모형의 형태로 보여지는 기계적 배열과 블럭 형태로 보여지는 전기적 배열을 포함하는 본 발명의 실시예의 배열;

도 2는 실시예에서 엑스레이 카메라가 틸트될 때 엑스레이 형광투시 장치의 설명한 작동에 유용한 다이아그램; 및

도 3은 실시예에서 샘플테이블이 엑스레이 카메라가 틸트된 상태에서 z축 방향으로 이동될 때 형광투시 장치의 설명한 작동에 유용한 다이아그램이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

1 : 엑스레이 소스 2 : 샘플테이블

3 : 엑스레이 카메라 4 : 이미지 프로세싱 유닛

5 : 디스플레이 장치 6 : 축 제어 유닛

7 : 동작 보드

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도 1은 모형 형태로 보여지는 기계적 배열과 블럭 형태로 보여지는 전기적 배열을 포함하는 본 발명의 실시예의 배열을 보여준다.

엑스레이 튜브로 형성된 엑스레이 소스(1)는 엑스레이들의 광학 축 L(조사되는 엑스레이들의 중심축)이 수직 방향으로(z축 방향) 배향되도록 배치된다. 수평판(x-y 판)으로 확장되는 표면을 가진 샘플테이블(2)는 엑스레이 소스(1) 위로 배치된다. 특히, 엑스레이 카메라(3)는 샘플테이블(2) 위에 예정된 거리에 의해 서로로부터 떨어져 배치된다.

엑스레이 카메라(3)는, 틸팅 메카니즘(31)에 의해, 즉 z-y 평면상에, 중심위치로서의 엑스레이 소스(1)의 촛점으로, 중심축으로서 x축을 따라 확장하는 축(IT 축)에 관해 요구되는 각으로 틸트될 수 있다. 엑스레이 카메라(3)는 카메라 이동 메카니즘(32)에 의해, 카메라가 엑스레이 소스(1)로 그리고 그로부터 움직이는 방향들(Iz-축 방향들)로 요구된 틸팅 각으로 움직인다.

샘플테이블(2)은, 오퍼레이터가 뒤에서 설명될 동작 보드(7) 상에 샘플테이블(2) 아래에 제공되는 y축 이동 메카니즘(21)과 x축 이동 메카니즘(22)을 동작시킬 때, 수평면 상에서 직교하여, 수평면의 x축과 y축 방향들로 움직일 수 있다. y축 이동 메카니즘(21)과 x축 이동 메카니즘(22)은 엑스레이 카메라(3)의 가시 범위 내에서 샘플 S를 위치하기 위한 위치 메카니즘을 형성하기 위해 협동한다.

회전 메카니즘(23)은 y축 이동 메카니즘(21)과 x축 이동 메카니즘(22) 아래에 배치된다. 회전 메카니즘(23)은 z축에 따른 축(θ축)에 대해 샘플테이블(2)을 회전시킨다. 회전 메카니즘(23)이 구동될 때, 샘플테이블(2)은 y축 이동 메카니즘(21) 및 x축 이동 메카니즘(22)과 함께 θ축에 대해 회전한다.

뒤에서 설명될 yT-축 이동 메카니즘(24)은 회전 메카니즘(23) 아래에 배치된다. yT-축 이동 메카니즘(24)은 샘플테이블(2)의 위치를 보정한다. yT-축 이동 메카니즘(24)이 구동될 때, yT-축 이동 메카니즘(24) 위에 위치된 각각의 멤버들은, 즉,샘플테이블(2), y축 이동 메카니즘(21), x축 이동 메카니즘(22) 및 회전 메카니즘(23)은, 엑스레이 카메라(3)가 카메라 틸팅 메카니즘(31)에 의해 틸트되는 틸팅 방향에 따라 y축 방향으로 모두 이동될 수 있다.

z축 이동 메카니즘(25)이 구동될 때, 샘플테이블(2)과 모든 이동 메카니즘들은 엑스레이 소스(1)로 그리고 그로부터 이동되는 z축 방향들로 이동된다.

형광투시될 물체로써 샘플 S는 샘플테이블(2)상에 위치되어 있고, 샘플의 아래면은 엑스레이들로 조사된다. 샘플 S를 통해 전송된 엑스레이들은 엑스레이 카메라(3)상에 입사된다. 예를 들어, 엑스레이 카메라(3)는 알려진 이미지 증강장치 및 CCD 카메라의 결합으로 구성된다. 엑스레이 카메라로부터의 순시 출력 이미지들은 연속적으로 이미지 프로세싱 유닛(4)으로 공급되고, 그리고 나서 샘플 S의 형광투시 이미지는 디스플레이 장치(5)에 의해 보여진다.

y축 이동 메카니즘(21), x축 이동 메카니즘(22), 회전 메카니즘(23), yT축 이동 메카니즘(24), z축 이동 메카니즘(25), 틸팅 메카니즘(31) 및 카메라 이동 메카니즘(32)을 위한 구동 소스들로써의 모터들은 모두 축 제어 유닛(6)으로부터의 제어 신호들 출력의 제어하에 있다. 축 제어 유닛(6)은 주로 CPU, 그것의 주변 장치들을 포함하고, 오퍼레이터가 엑스레이 형광투시 장치로 다양한 명령들을 입력하기 위한 동작 보드(7)로 연결되어 있다. 오퍼레이터는, 소망되는 대로 샘플테이블(2)과 엑스레이 카메라(3)를 이동시키기 위해 동작보드(7)가 y-T축 이동메카니즘(24)이외의 다른 메카니즘들을 구동하도록 동작한다.

축 제어 유닛(6)은, 그것이 각 메카니즘에 의해 구동될 때 샘플테이블(2) 또는 엑스레이 카메라(3)의 현재 위치를 저장하기 위한 메모리를 포함하고, 설치된 프로그램을 유지하는 가시 범위/배율 팩터를 포함한다. 엑스레이 카메라가 틸트되거나 샘플테이블(2)이 엑스레이 카메라(3)가 틸트된 동안 z축 방향으로 움직일 때, 샘플테이블이 자동적으로, 프로그램의 제어하에서, 초기에 설정된 가시 범위 및/또는 배율 팩터를 유지하도록 움직인다.

첫째로, 엑스레이 카메라(3)가 틸트될 때 엑스레이 형광투시 장치의 작동은 도 2가 참조되어 설명될 것이다. 오퍼레이터가 틸팅 메카니즘(31)으로 구동 명령을 입력하도록 동작 보드(7)를 구동할 때, 축 제어 유닛(6)이 엑스레이 카메라(3)를 틸트하는 틸팅 메카니즘을 작동한다. 동시에, 축 제어 유닛(6)은, 샘플테이블(2)를 위해 제공되는 y-T축 이동 메카니즘(24)과 z축 이동 메카니즘(25)을, 다음의 방법들로 그 메카니즘들을 작동하기 위해 구동한다. 그러므로, 그 메카니즘들은, 엑스레이 카메라가 틸트되기 전에 초기에 설정된, 가시 범위 및 형광투시 배율 팩터를 유지하도록 엑스레이 카메라(3)의 틸팅 동작을 트레이싱한다.

틸팅 명령이 발행될 때 엑스레이 소스(1)(= 촛점, 이하에서 동일하게 적용될 것이다)와 엑스레이 카메라(3) 사이의 거리가 SID이고, 같은 조건 하에 엑스레이 소스(1)와 샘플테이블(2) 사이의 거리가 SOD라고 가정된다. 샘플테이블(2)이 엑스레이 카메라(3)의 틸팅 동작과 동기하여 아치형으로 이동된다고 가정된다. 그리고 나서, 샘플테이블(2)의 이동 속도 "vt"는, 엑스레이 카메라(3)가 속도 "vi"로 틸트되고, 각 속도가 ω(vi = ωSID)일 때 다음의 방정식에 의해 계산된다.

vt = ω·SOD (1)

yT축 이동 메카니즘(24)과 z축 이동 메카니즘(25)의 사용에 의해 샘플테이블의 아치형 움직임이 실현되기 위해, yT축 이동 메카니즘(24)의 이동 속도 "vyt" 및 z축 이동 메카니즘(25)의 이동 속도 "vz"가 다음의 방정식들을 사용하여 계산되고, φt = 순시 틸팅 각이다.

vyt = vt ·cosφt = ωcosφt ·SOD (2)

vz = vt ·sinφt = ωsinφt ·SOD (3)

y축 방향으로의 샘플테이블의 이동량 "yt" 및 z축으로의 샘플테이블의 이동량 "z"이 다음에 의해 주어진다.

yt = SOD sinφt (4)

z = SOD (1 - cos φt) (5)

오퍼레이터가 동작 보드(7)가 각 φ로 엑스레이 카메라(3)를 틸트하기 위한 명령을 발행하도록 작동할 때, 틸팅 메카니즘(31)은 틸팅 명령에 응답하여 작동한다. 동시에, yT축 이동 메카니즘(24)과 z축 이동 메카니즘(25)은 자동으로 각 φ 및 각 속도 ω에 따라 작동한다. 그러므로, 샘플테이블(2)은 y축 방향으로 이동 속도 "vyt"로 이동량 "yt"만큼 이동하고, z축 방향으로 이동 속도 "vz"으로 이동량 "z"만큼 이동한다. 틸팅 메카니즘(31), yT축 이동 메카니즘(24) 및 z축 이동 메카니즘(25)은 축 제어 유닛(6)에 의해 집합적으로 관리되고 제어된다. 오퍼레이터가 동작 보드(7)가 틸팅 메카니즘(31)을 구동하도록 작동할 동안, yT축 이동메카니즘(24)과 z축 이동 메카니즘(25)은 위에서 언급된 것처럼 작동한다. 그러므로, 디스플레이 장치(5)에 의해 보여지는 엑스레이들 형광투시 이미지에서, 형광투시 방향만이 점차 변하는 반면에, 가시 범위와 형광 투시 배율 팩터의 중심은 변화하지 않는다.

위에서 언급한 것처럼 샘플테이블(2)의 위치를 보정하기 위해서, y축 이동 메카니즘(21)은, 결코 구동되지 않아서, 엑스레이 카메라가 작동되기 전에 오퍼레이터에 의해 작동되는 샘플테이블(2)상의 x와 y의 좌표들이 변화하지 않은 채로 남겨진다. 따라서, 오퍼레이터는 엑스레이 카메라가 틸트된 후에 좌표값들을 사용하여 샘플테이블(2)을 위치시킬 수 있다.

엑스레이 카메라(3)가 틸팅될 때에 초기의 값으로 설정된 샘플의 뷰포인트와 형광투시된 배율 팩터를 유지하도록 샘플테이블(2)의 위치를 자동으로 보정하기 위해, SOD가 위에서 언급한 계산에서 엑스레이 소스(1)로부터 샘플테이블(2)까지의 거리를 위해 사용된다. 초기에 설정된, 더 정확하게 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터를 유지하기 위해, 엑스레이 소스(1)부터 샘플 S상의 표시부분까지의 거리, 즉, 실제 SOD는 이미 서술된 계산에 사용된 SOD 대신에 사용된다. 그러나, 엑스레이 소스(1)로부터 샘플 S 상의 표시 위치까지의 거리는 정확하게 알려지지 않는다. 따라서, 실제 SOD는 다음의 방법으로 얻어지고, 자동적으로 얻어진다.

엑스레이들의 형광투시 이미지가 디스플레이 장치(5)에 의해 보여진 상태에서, 표시 부분이 이미지상에서 특정된다. 그리고 나서, 이 상태에서, 샘플테이블(2)은 x축 혹은 y축 방향으로 거리 Δ만큼 이동되고, 따라서, 샘플 S안에 표시 부분은 또한 거리 Δ만큼 이동하고 스크린상에 표시 부분이 또한 이동한다. 거리 Δ에 대한 스크린 상에 표시된 부분의 이동량의 비는 표시 부분이 놓여진 평면상에 형광투시 배율 팩터를 나타낸다. 따라서, 표시 부분의 형광투시 배율 팩터 P는 다음의 방법으로 정확하게 계산될 수 있다. 즉, 틸팅 명령이 발행되는 때, 예를 들면, 표시 부분이 스크린 상에서 거리 σ만큼 이동되고 초기의 위치로 다시 이동되도록 샘플 테이블(2)이 x축 방향으로 이동되는 것처럼 이미지 프로세싱 기술을 사용함에 의해 프로그램이 준비된다. 그 때에 또한 샘플테이블(2)의 이동량 Δ가 검출된다.

장치 상수와 카메라 이동 메카니즘(32)에 의해 야기된 Iz 방향으로의 엑스레이 카메라(3)의 위치가 이미 알려져 있기 때문에 엑스레이 소스(1)부터 엑스레이 검출기까지의 거리 SID는 정확하게 알려질 수 있다. 따라서, 실제 SOD는 다음의 방정식 (6)을 사용하여 정확하게 계산될 수 있다.

True SOD = SID / P (6)

계산된 SOD가 (1)에서 (5)까지의 방정식들에 적용될 때, 매우 정확한 레벨로 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터를 유지하면서 엑스레이 카메라(3)가 틸트될 수 있다.

이미지가 움직이기 전과 후에 이미지 정보 사이의 상관관계를 설명하는 상관관계 함수를 이용하는 계산 방법은 스크린 상에 표시 부분의 이동량을 계산하기 위해 사용될 수도 있다.

엑스레이 카메라(3)가 엑스레이들의 광학 축 L에 대하여 주어진 각 φ로 틸트된 상태에서 샘플테이블(2)가 z축으로 상하로 이동될 때, 엑스레이 형광투시 장치의 작동은 도 3을 참조하여 설명될 것이다.

오퍼레이터는, 엑스레이 카메라(3)가 틸트된 상태에서의 동작보드(7)가 z축 이동 메카니즘(25)에 의해 z축에서 샘플테이블(2)을 이동시키기 위한 명령을 발행하도록 작동시킬 때, 축 제어 유닛(6)은 그 명령에 응답하고 z축 이동 메카니즘(25)을 구동한다. 동시에, 축 제어 유닛(6)은 뷰 포인트를 유지하기 위해 yT축 이동 메카니즘(24)을 자동적으로 구동한다.

특히, 샘플테이블이 z축 방향으로 움직이기 전의 뷰 포인트는 샘플테이블(2)의 이동량이 z축 이동 메카니즘(25)에 의해 Δz인 도 3에 y축으로 거리 Δyt만큼 샘플테이블(2)을 이동시킴으로써 유지될 수 있다. 거리 Δyt는 다음의 방정식들 (7), (8)을 사용하여 계산될 수 있다. 도 3에서,

ΔSOD = Δz / cos Δφ (7)

이고 그 후에, 우리는 다음을 얻는다.

Δyt = Δz ( sinφ/cosφ) = Δz ·tanφ (8)

따라서, z축으로의 이동 전의 뷰 포인트는 z축으로 샘플테이블(2)가 움직임에 의해 엑스레이 카메라(3)가 틸트된 상태에서 오퍼레이터가 동작 보드(7)를 작동하는 정도로 유지되고, yT축 이동 메카니즘(24)은 그것의 이동량 Δz에 따라 거리 Δyt에 의해 자동으로 움직인다. 이 기능으로, 엑스레이 카메라(3)가 틸트된 상태에서 배율 팩터를 변화시키기 위해 샘플테이블(2)이 z축으로 이동될 때조차, 엑스레이 카메라(3)의 가시 범위의 중심은 변하지 않고, 단지 형광투시 이미지의 배율팩터만 변한다.

이 실시예에서 샘플테이블(2)를 위한 이동 메카니즘들 사이에 수직 위치 관계에 따르면, 회전 메카니즘(23)은 y축 이동 메카니즘(21)과 x축 이동 메카니즘(22) 아래에 위치하고, 그것은 y축 이동 메카니즘(21)과 x축 이동 메카니즘(22) 둘 모두와 함께 샘플테이블(2)을 회전시킨다. 따라서, 동작 보드(7)가 y축 이동 메카니즘(21)과 x축 이동 메카니즘(22)을 구동시켜 그에 의해 엑스레이 카메라(3)의 가시 범위를 고정하도록 동작된 후에 회전 메카니즘(23)이 회전된다 하더라도, 엑스레이 카메라(3)와 회전 메카니즘(23) 사이의 위치 관계는 변하지 않는 채로 남아 있다. 이 사실은 가시 범위가 메카니즘 회전에 상관없이 변화하지 않는 장점을 초래한다.

위에서 언급한 실시예에서, 엑스레이들의 광학 축 L은 수직 방향으로 배향되고, 샘플테이블(2)을 위해 있는 이동 메카니즘들과 회전 메카니즘은 수직으로 배열되어 있다. 대안적으로, 엑스레이들의 광학 축 L은 수평 방향으로 배향되고, 샘플테이블(2)을 위해 있는 이동 메카니즘들과 회전 메카니즘은 측면적으로(수평으로) 배열된다.

앞선 설명에서 보여지는 것처럼, 엑스레이 카메라가 틸트되기 전 설정된 엑스레이 카메라의 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터는 엑스레이 카메라가 틸트될 때, x축과 y축 방향으로 샘플테이블을 움직이기 위해 이동 메카니즘으로부터 개별적으로 제공되는 전용의 이동 메카니즘 그리고 z축 이동 메카니즘을 자동으로 작동함에 의해 유지된다. 이 형태에서, 엑스레이 카메라가 틸트될 때 뷰 포인트와 형광투시배율 팩터의 작동자의 조정은 필요없다. 특히, 엑스레이 카메라가 틸트되기 전 x축과 y축 방향들로 표를 위치시키기 위한 이동 메카니즘을 작동함에 의해 결정된 좌표들은 엑스레이 카메라가 틸트된 후 그것으로써 사용된다.

또한 발명에서, 엑스레이 카메라가 요구된 각으로 틸트된 상태에서 샘플테이블이 z축으로 움직일 때, 샘플의 뷰 포인트는, x축과 y축 방향으로 샘플테이블을 이동시키기 위한 이동 메카니즘으로부터 개별적으로 제공되는 전용 이동 메카니즘을 자동으로 이동시킴으로써 샘플테이블이 z축 방향으로 움직이기 전에 설정된 그 위치에 유지된다. 따라서, 심지어 그/그녀가 카메라가 틸트된 상태에서 형광투시 배율 팩터를 변경하려는 의도로 z축으로 샘플테이블을 이동시킨다해도, 오퍼레이터에게 샘플의 뷰 포인트의 조정이 요구되지 않는다. 또한 이 경우에, 샘플테이블이 z축으로 이동되기 전 x축과 y축 방향들로 테이블을 위치시키기 위한 이동 메카니즘을 구동함으로써 결정된 샘플테이블상의 좌표들은, 테이블이 이동된 후에도 그대로 사용될 수 있다.

본 발명은 엑스레이 카메라가 틸트될 때 엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 샘플의 뷰 포인트의 초기 위치와 초기 형광투시 배율 팩터를 유지하고, 또한 엑스레이 카메라가 틸트되기 전에 오퍼레이터가 샘플의 뷰 포인트를 설정하는 엑스레이 카메라의 가시 범위에서 소망되는 위치의 X와 Y의 좌표들을 유지하는 엑스레이 형광투시 장치를 제공한다.

본 발명은 샘플테이블이 엑스레이 카메라가 틸트된 상태에서 z축 방향으로움직일 때에도 엑스레이 카메라의 가시 범위에서 샘플의 뷰 포인트의 초기 위치가 변화하지 않도록 유지되는 엑스레이 형광투시 장치를 제공하는 것이고, 또한 이 경우에, 샘플테이블이 이동한 후에도 초기 X와 Y의 좌표는 변화되지 않고 사용될 수 있다.

Claims (2)

1. 엑스레이 소스;

   상기 엑스레이 소스로부터 방출되는 엑스레이들이 입사되는 위치에 위치된 엑스레이 카메라;

   상기 엑스레이 소스와 상기 엑스레이 카메라 사이에 위치되고, 샘플을 지지하기 위한 샘플테이블;

   주어진 틸팅 방향으로 상기 엑스레이 카메라를 틸팅하기 위한 틸팅 메카니즘;

   상기 엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 샘플을 위치시키기 위해 상기 샘플테이블의 표면을 따르는 평면 상에서, 서로 직교하는 x축과 y축으로 상기 샘플테이블을 이동시키기 위한 위치 이동 메카니즘;

   상기 샘플테이블이 상기 엑스레이 소스로 그리고 그로부터 이동하는 방향들로 확장되는 z축에 대하여 상기 위치 이동 메카니즘과 함께 상기 샘플테이블을 회전시키기 위한 회전 메카니즘으로서, 상기 z축은 상기 x축과 상기 y축에 직교하는 회전 메카니즘;

   상기 엑스레이 카메라의 틸팅 방향으로 상기 위치 이동 메카니즘과 상기 회전 메카니즘과 함께 상기 샘플테이블을 이동시키기 위한 위치 보정 이동 메카니즘;

   z축 방향으로 상기 위치 보정 이동 메카니즘, 상기 회전 메카니즘 및 상기 위치 이동 메카니즘과 함께 상기 샘플테이블을 이동시키기 위한 z축 이동 메카니즘; 및

   상기 엑스레이 카메라가 틸트되기 전의 샘플의 뷰 포인트와 형광투시 배율 팩터가 유지될 수 있도록, 상기 엑스레이 카메라가 상기 틸팅 메카니즘에 의해 틸트될 때, 상기 엑스레이 카메라의 틸팅 각에 따라 상기 z축 이동 메카니즘과 상기 보정 이동 메카니즘을 구동하면서 상기 위치 이동 메카니즘을 구동하지 않기 위한 틸팅 트레이싱 메카니즘을 포함하는 엑스레이 형광투시 장치.
2. 엑스레이 소스;

   상기 엑스레이 소스로부터 방출되는 엑스레이들이 입사되는 위치에 위치된 엑스레이 카메라;

   상기 엑스레이 소스와 상기 엑스레이 카메라 사이에 위치되고 샘플을 지지하기 위한 샘플테이블;

   주어진 틸팅 방향으로 상기 엑스레이 카메라를 틸트하기 위한 틸팅 메카니즘;

   상기 엑스레이 카메라의 가시 범위 안에 샘플을 위치시키기 위해 상기 샘플테이블의 표면을 따른 평면 상에서 서로 직교하는 x축과 y축에서 상기 샘플테이블을 이동시키기 위해 위치된 이동 메카니즘;

   상기 샘플테이블이 상기 엑스레이 소스로 그리고 그로부터 이동하는 방향들로 확장되는 z축에 대하여 상기 위치 이동 메카니즘과 함께 상기 샘플테이블을 회전시키기 위한 회전 메카니즘으로서, 상기 z축은 상기 x축과 상기 y축에 직교하는회전 메카니즘;

   상기 엑스레이 카메라의 틸팅 방향으로 상기 위치 이동 메카니즘과 상기 회전 메카니즘과 함께 상기 샘플테이블을 이동시키기 위한 위치 보정 이동 메카니즘;

   z축 방향으로 상기 위치 보정 이동 메카니즘, 상기 회전 메카니즘 및 상기 위치 이동 메카니즘과 함께 상기 샘플테이블을 이동시키기 위한 z축 이동 메카니즘; 및

   z축에 상기 샘플테이블의 상기 이동 전의 샘플의 뷰 포인트가 유지되도록, 상기 샘플테이블이 엑스레이들이 상기 틸팅 메카니즘에 의해 틸팅된 상태에서 z축 방향으로 이동될 때, z축 방향으로의 상기 샘플테이블의 이동량에 따라 상기 보정 이동 메카니즘을 구동하면서 상기 위치 이동 메카니즘을 구동하지 않기 위한 인-체인징-배율-팩터(in-changing-magnification-factor) 트레이싱 메카니즘을 포함하는 엑스레이 형광투시 장치.