KR20110077995A - 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학모듈의 브라우닝(browning) 피해를 최소화하면서도 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있고, 반사경의 브라우닝 현상 발생시 간편하게 반사경을 교체할 수 있으며, 반사경 두께의 균질성 저하로 인한 광학수차의 발생 가능성을 최소화할 수 있는 브라우닝 피해 저감구조를 갖는 엑스선 검출장치에 관한 것으로, 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체; 상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주기 위해 상기 형광체와 대향되는 위치에서 상기 형광체의 평행한 면에 대해 제1 각도만큼 기울어지도록 설치되며, 외측에서 결합 가능하게 외측면에 설치되는 제1 반사경; 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 광학모듈로 유도하기 위해, 상기 광학모듈과 대향되는 위치에 설치되고, 상기 형광체와 수직인 면에 대해 제2 각도만큼 기울어지도록 설치되며, 외측에서 결합 가능하게 외측면에 설치되는 제2 반사경; 상기 제2 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 결상하는 상기 광학모듈; 및 상기 광학모듈에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 이미지 센서를 포함한다.

엑스레이, 방사선, 엑스선, 검출, 디텍터, 이미지 센서, 반사경, 미러, 광학

Description

브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선 검출장치{X-ray detector having structure for reducing browning damage}

본 발명은 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선(X-ray) 검출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학모듈의 브라우닝(browning) 피해를 최소화하면서도 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있고, 반사경의 브라우닝 현상 발생시 간편하게 반사경을 교체할 수 있어 제품의 수명을 연장하고 수리비용을 현저히 절감할 수 있으며, 반사경 두께의 균질성 저하로 인한 광학수차의 발생 가능성을 최소화할 수 있는 브라우닝 피해 저감구조를 갖는 엑스선 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 엑스선(X-ray) 검출장치는 필름을 이용한 아날로그 형태의 이미지 검출방식, 평판형 검출기(TFT: Thin Film Transistor)를 이용한 직간접 이미지 변환 방식, 광학모듈을 사용하여 전하결합소자(CCD: Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)와 같은 이미지 센서를 이용하여 이미지를 형상화하는 방식 등으로 구분될 수 있다.

필름을 이용한 아날로그 방식은 이미지 형상화 작업에 시간이 걸리고 필름을 저장해야 하는 공간을 확보해야 하며, 필름 및 추가 인력에 대한 비용이 발생하는 단점이 있다. 이러한 이유로 최근에는 평판형 검출기(TFT)를 이용한 방식 또는 광학모듈과 이미지 센서(CCD 또는 CMOS 이미지 센서)를 이용한 방식이 널리 사용되고 있다.

도 1은 평판형 검출기(TFT)를 이용한 종래의 엑스선 검출장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

먼저, 도 1에 도시된 평판형 검출기(TFT)를 이용한 엑스선 검출장치는 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기(1)와, 엑스선이 조사되면 입사된 엑스선(X-Ray)을 가시광선으로 변환하는 형광체(3)와, 상기 형광체(3)에 의해 변환된 가시광선을 전기적 신호로 변환하여 이미지로 형상화하는 평판형 검출기(TFT)(4)를 포함한다.

여기서 형광체(3)는 신틸레이터(scintillator) 패널이라고도 하며, 통상 금속 반사판과 CsI 물질을 포함하는 신틸레이터 시트를 포함한다.

도 1을 참조하면, 상기 엑스선 발생기(1)로부터 조사된 엑스선이 인체와 같은 목적물(2)을 투과한 후, 상기 형광체(3)에 도달하면 상기 형광체(3)의 엑스선에 노출된 부분에서는 가시광선을 발산시키고, 상기 평판형 검출기(TFT)(4)는 상기 형광체(3)에 의해 발산된 가시광선을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 평판형 검출기(TFT)를 이용한 엑스선 검출장치는 필름 방식의 엑스선 검출장치에 비해 촬영 즉시 영상을 조회할 수 있고, 필 름 저장공간을 필요로 하지 않으며, 적은 엑스선 조사선량으로도 고화질의 이미지를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 주요 구성요소인 평판형 검출기의 가격이 매우 비싸 많은 장비를 한꺼번에 보유할 수 없기 때문에 진료의 효율성이 떨어지며, 장비의 고장이 발생하면 수리에 많은 비용이 발생되고, 고가의 수리 비용 부담에 따라 장시간 진료 공백이 발생할 수 있는 단점이 있다.

이러한 종래의 평판형 검출기(TFT)를 이용한 엑스선 검출장치의 문제점을 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같은 광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용하여 이미지를 형상화하는 엑스선 검출장치가 제안되었다(PCT 공개번호 WO 2008/061564 A1 참조).

도 2를 참조하면, 종래의 광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용한 엑스선 검출장치는 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체(5)와, 상기 형광체(5)에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주는 반사경(6)과, 상기 반사경(6)에서 유도되는 가시광선을 결상하는 광학모듈(7)과, 상기 광학모듈(7)에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 CCD 타입 이미지 센서(8)와, 상기 형광체(5), 반사경(6), 및 광학모듈(7)이 하나의 몸체로 고정될 수 있도록 고정수단을 제공하는 프레임(9)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 엑스선이 조사되면 상기 형광체(5)는 엑스선을 가시광선으로 변환한다. 상기 반사경(6)은 상기 형광체(5)에 의해 변환된 가시광선을 광선의 진행 방향에 대해 수직으로 방향을 바꾸어 상기 광학모듈(7)로 입사시킨다. 상기 광학모듈(7)은 복수의 렌즈(Lens)로 구성된다. 상기 광학모듈(7)은 상기 반사경(6) 에 의해 반사된 가시광선을 결상하게 되고, CCD 타입의 이미지 센서(8)는 상기 광학모듈(7)에 의해 결상된 상(像)을 전기신호로 변환하여 이미지를 검출하게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용하여 이미지를 형상화하는 엑스선 검출장치는 값비싼 평판형 검출기(TFT)를 저렴한 소형의 이미지 센서로 대체하기 때문에 제품 단가를 획기적으로 낮출 수 있어 대량의 수요를 촉진할 수 있는 장점을 갖는다.

하지만, 종래의 광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용한 엑스선 검출장치는 광학모듈과 이미지 센서 채용에 따라 F넘버(렌즈의 밝기를 표시하는 단위로, 렌즈의 초점거리를 렌즈의 구경으로 나눈 값) 확보를 위해 광로를 길게 가져갈 수밖에 없는 특성에 비해 반사경을 하나만 채택함으로써 엑스선 검출장치 전체의 부피가 커지게 되고 무게가 무거워질 수밖에 없는 단점이 있다. 더욱이 종래의 광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용한 엑스선 검출장치는, 상기 반사경(6)과 상기 광학 모듈(7)이 유리로 구성되는데, 유리에 방사선을 오랫동안 조사하면 나트륨 성분이 함유된 유리는 유리의 색깔이 갈색으로 변하게 되고, 코발트가 함유된 유리는 유리의 색깔이 보랏빛으로 변하게 되는 브라우닝(Browning) 현상에 의해 상기 반사경(6)이나 상기 광학모듈(7)이 변색되는 손상을 입을 가능성이 크다는 단점이 있다.

일반적으로 브라우닝 현상으로 알려져 있는 유리의 착색은 유리 속에 포함된 금속물질이 원인이 된다. 보통의 금속은 양이온으로 유리 구조에 포함되어 있는 동안은 무색이나, 엑스선(X-ray)과 같은 높은 에너지가 가해지면 이온으로 환원되어 금속 콜로이드로 응집됨으로써 변색된다. 비록 대부분의 엑스선은 반사경을 투과하여 소멸되지만 일부는 가시광선과 함께 반사되어 광학모듈에 직접 조사될 가능성이 있으며, 이와 같이 광학모듈이 장기간 엑스선에 노출될 경우 브라우닝 현상이 발생할 가능성이 높다.

또한 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 광학 모듈과 이미지 센서를 이용하여 이미지를 형상화하는 엑스선 검출장치는 상기 반사경(6)이 상기 프레임(9)의 내부 바닥에 상기 반사경(6)을 올려놓는 형태로 설치된다. 이 때문에 정밀한 광학적 성능을 요구하는 엑스선 검출장치에서는 상기 반사경(6)의 두께 편차로 인하여 색수차 또는 구면수차와 같은 광학수차가 발생할 가능성이 높다. 또한 종래의 엑스선 검출장치는 상기 반사경(6)이 엑스선에 장기간 노출되어 브라우닝 현상이 발생하거나 여타의 사유로 제 기능을 상실하였을 경우, 장치 전체를 교체해야 하거나 반사경만을 교체하기 위해 광학 얼라인먼트를 새로이 조정해야 하는 등 수리 비용과 시간이 많이 소요될 가능성이 있다.

한편, 일본공개특허 제1996-191831호에는 2개의 반사경을 채용한 파노라마식 엑스선 촬영 장치가 제시되어 있다.

상기 파노라마식 엑스선 촬영 장치는, 피사체를 투과한 엑스선이 입사하기 위한 상하에 가늘고 긴 슬릿이 설치되어 엑스선 및 가시 광선을 차폐하기 위한 케이스와, 상기 슬릿에 배치되고, 상기 케이스 내부에의 가시광의 침입을 차단하기 위한 차광막과, 상기 차광막의 내측에 배치되고, 상기 차광막을 투과하여 입사된 엑스선의 강도에 따라 가시광선을 발생하는 형광판과, 상기 형광판에 의해 발광된 가시광선의 방향을 변경하기 위한 복수의 반사경과, 상기 반사경에 의해 전달되는 가시광선을 케이스 내에서 수광하여, 화상 정보를 포함하는 전기 신호로 변환하여 출력하는 CCD 카메라를 포함한다.

여기서 제1 반사경은 슬릿의 상하 방향의 치수에 대응되는 길이를 가지는 가늘고 긴 형상의 평면경으로, 길이 방향을 슬릿과 평행하게 즉 케이스 내에 상하 방향에 장착된다. 또한 제2 반사경은 케이스 내에서 슬릿에 대한 엑스선의 입사 방향에 대해 소정 각도만 기울어진 상태로 설치되어 제1 반사경에 의해 진로가 변경된 가시광선을 CCD 카메라로 전달한다.

한편, 대한민국 등록특허 제0368808호에는 3개의 반사경을 채용한 디지털 엑스선 촬영 장치가 제시되어 있다. 상기 디지털 엑스선 촬영 장치는, 엑스선 발생기로부터 방사되는 엑스선 중에서 물체를 투과한 엑스선을 입력받아 이를 가시광선으로 변환하여 출력하는 형광스크린과; 형광스크린으로부터 출력된 가시광선을 반사시키도록 설치되는 제1 반사경과; 제1 반사경으로부터 반사되어 나오는 가시광선을 반사시키도록 설치되는 제2 반사경과; 제2 반사경으로부터 반사되어 나오는 가시광선을 반사시키도록 설치되는 제3 반사경과; 제3 반사경으로부터 반사되어 나오는 가시광선을 입력받아 결상하고 이를 전기신호로 변환시키는 영상검출장치를 포함한다. 여기서 상기 형광스크린의 형광면에 수평인 면과 상기 제1 반사경의 반사면이 이루는 각도와, 상기 형광면에 수직인 면과 제2 반사경의 반사면이 이루는 각도와, 상기 형광면에 수평인 면과 상기 제3 반사경의 반사면이 이루는 각도의 합이 90도가 되도록 상기 제1, 제2, 및 제3 반사경이 설치된다.

그런데 전술한 일본공개특허 제1996-191831호에 제시된 파노라마식 엑스선 촬영 장치와, 대한민국 등록특허 제0368808호에 제시된 디지털 엑스선 촬영 장치 모두 도2를 참조하여 설명한 바와 같은 종래의 엑스선 검출장치와 동일하게 반사경이 케이스 내부에 설치된다. 이 때문에 이와 같은 종래의 기술들은 반사경이 엑스선에 장기간 노출되어 브라우닝 현상이 발생하거나 여타의 사유로 제 기능을 상실하였을 경우, 장치 전체를 교체해야 하거나 반사경만을 교체하기 위해 광학 얼라인먼트를 새로이 조정해야 하는 등 수리 비용과 시간이 많이 소요될 가능성을 여전히 내포하고 있다.

또한, 일본공개특허 제1996-191831호에 제시된 파노라마식 엑스선 촬영 장치와, 대한민국 등록특허 제0368808호에 제시된 디지털 엑스선 촬영 장치는 반사경들의 광학수차를 감소시키기 위해 케이스 내부에 설치하기 위한 구체적인 방법이 전혀 제시되어 있지 않아 실제로 구현하는데 많은 어려움이 존재한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 제1 목적은 광학모듈의 브라우닝 피해를 최소화하면서도 엑스선 검출장치의 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있는 엑스선 검출장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 반사경의 탈착이 용이한 프레임 구조를 적용함으로써 장시간 엑스선 노출로 인한 반사경의 브라우닝 현상 발생시 간편하게 반사 경을 교체할 수 있도록 하여 제품의 수명을 연장하고 수리비용을 현저히 절감시킬 수 있는 엑스선 검출장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제3 목적은 엑스선 검출장치의 반사경 탈부착면을 외부에 두어 반사경 두께의 균질성 저하로 인한 광학수차의 발생 가능성을 최소화할 수 있는 엑스선 검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엑스선 검출장치는, 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체; 상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주기 위해 상기 형광체와 대향되는 위치에서 상기 형광체의 평행한 면에 대해 제1 각도만큼 기울어지도록 설치되며, 외측에서 결합 가능하게 외측면에 설치되는 제1 반사경; 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 광학모듈로 유도하기 위해, 상기 광학모듈과 대향되는 위치에 설치되고, 상기 형광체와 수직인 면에 대해 제2 각도만큼 기울어지도록 설치되며, 외측에서 결합 가능하게 외측면에 설치되는 제2 반사경; 상기 제2 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 결상하는 상기 광학모듈; 및 상기 광학모듈에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형 상화하는 이미지 센서를 포함한다.

또한 본 발명에 따른 엑스선 검출장치는, 프레임; 상기 프레임의 일측에 부착되어 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체; 상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주기 위해, 상기 형광체와 일정거리 이격된 대향 위치의 상기 프레임 외측에 결합 가능하게 설치되되, 상기 형광체의 평행한 면에 대해 제1 각도만큼 기울어지도록 설치되는 제1 반사경; 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 광학모듈로 유도하기 위해, 상기 광학모듈과 대향되는 위치의 상기 프레임 외측에 결합 가능하게 설치되되, 상기 형광체와 수직인 면에 대해 제2 각도만큼 기울어지도록 설치되는 제2 반사경; 상기 제2 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 결상하는 상기 광학모듈; 및 상기 광학모듈에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 이미지 센서를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 반사경은 반사면이 평면으로 형성된다.

바람직하게는, 상기 제1 각도와 상기 제2 각도는 서로 다른 값을 가지며, 상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 합이 45도가 되도록 상기 제1 및 제2 반사경을 설치한다.

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 반사경은 상기 프레임의 외부에서 탈부착 가능하도록 상기 프레임에 설치된다.

바람직하게는, 본 발명은 상기 프레임의 외측에서 설치된 상기 제1 및 제2 반사경을 고정하기 위한 상기 제1 및 제2 반사경을 덮는 덮개를 더 포함한다.

본 발명에 따른 브라우닝 피해 저감 구조를 가진 엑스선 검출장치는 광학모듈의 브라우닝 피해를 최소화하면서도 부피와 무게를 현저히 줄일 수 있고, 반사경의 브라우닝 현상 발생시 간편하게 반사경을 교체할 수 있어 제품의 수명을 연장하고 수리비용을 현저히 절감시킬 수 있으며, 반사경 두께의 균질성 저하로 인한 광학수차의 발생 가능성을 최소화할 수 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 따른 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선 검출장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선 검출장치의 구성 및 배치에 대한 일실시 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선 검출장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 형광체(10)와, 제1 반사경(20)과, 제2 반사경(30)과, 광학모 듈(40)과, 이미지 센서(50)와 프레임(60)을 포함한다.

상기 형광체(10)는 엑스선 발생기(도시되지 않음)로부터 조사된 엑스선을 가시광선으로 변환한다. 상기 형광체(10)는 통상 신틸레이터(scintillator) 패널이라고도 하며, 기판(일반적으로 금속 기판)과 형광 물질로 CsI를 포함한다. 이와 같은 형광체(10)의 구조 및 엑스선을 가시광선으로 변환하는 동작은 기 공지된 기술로 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 제1 반사경(20)은 상기 형광체(10)에 의해 변환되어 입사되는 가시광선의 광축을 따라 일정거리 이격되고, 상기 형광체(10) 수직 면에 대해 일정한 각도로 기울어지도록 배치되는데, 상기 제1 반사경(30)은 프레임(60)의 외부에서 부착할 수 있도록 설치된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제1 반사경(30)은 가로 세로 크기가 244 × 260 mm이고 두께가 6.5mm이다.

이와 같이 상기 제1 반사경(20)을 프레임의 외부에서 부착할 수 있도록 함으로써, 상기 제1 반사경(20)을 상기 프레임(60)의 내부에 배치하였을 경우 반사경의 두께 편차로 인해 발생할 수 있는 색수차 및 구면수차와 같은 광학수차를 제거할 수 있다. 이와 같은 제1 반사경의 부착 구조에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 제1 반사경(20)은 상기 형광체(10)에 의해 변환된 가시광선이 상부에 위치한 상기 제2반사경(30)으로 유도되도록 표면 반사한다. 상기 제1 반사경(20)은 반사면이 평면으로 형성된다.

상기 제2 반사경(30)은 상기 제1 반사경(20)에 의해 유도되는 가시광선을 상기 광학모듈(40)로 표면 반사한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 제2 반사경은 가 로 세로의 크기가 171 × 171 mm이고 두께가 6mm이다. 상기 제2 반사경(30)은 상기 광학모듈(40)과 대향되는 방향의 상기 프레임(60)의 상부에 배치되는데, 상기 제2 반사경(30)은 수직으로 배치된 상기 형광체(10)와 일정한 각도를 갖도록 기울어지게 배치되며, 상기 제1 반사경(20)과 마찬가지로 상기 프레임(60)의 외부에서 부착될 수 있도록 설치된다. 상기 제2 반사경(30)은 반사면이 평면으로 형성된다.

브라우닝 현상의 원인이 되는 엑스선은 상기 제1 반사경(20)에서 대부분 투과되지만, 일부의 엑스선이 가시광선과 함께 반사되어, 상기 제2 반사경(30)으로 향할 수 있다. 하지만, 엑스선은 상기 제2 반사경(30)에서 다시 대부분 투과되어 외부로 유출되므로, 가시광선의 광 경로와 동일하게 상기 광학모듈(40)로 향하는 잔류 엑스선 양은 급격히 감소하게 된다. 이에 따라 상기 광학모듈(40)의 브라우닝 현상에 의한 피해를 최소화할 수 있고 제품의 수명을 연장할 수 있다.

상기 광학모듈(40)은 다수의 렌즈 군으로 이루어져 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 광학모듈(40)은 8개의 렌즈로 구성된다. 상기 광학모듈(40)은 상기 프레임(60)의 하부에 부착되도록 배치된다. 상기 광학모듈(40)은 상기 제2 반사경(30)에 의해 반사되는 가시광선이 인접한 상기 이미지 센서(50)에 의해 이미지로 형상될 수 있도록 결상하는 기능을 제공한다.

상기 이미지 센서(50)는 상기 광학모듈(40)의 하부에 볼트와 같은 결합수단을 통해 상기 광학모듈(40)과 일체화되도록 배치되며, 상기 광학모듈(40)에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지로 형상화한다. 상기 이미지 센서(50)는 CCD 타입 이미지 센서 또는 CMOS 타입 이미지 센서로 구성될 수 있으나 바람직하게는 CMOS 타입 이미지 센서로 구성되는 것이 좋다. 상기 이미지 센서(50)에서 출력된 전기 신호는 별도의 Read-out 회로(도시되지 않음) 및 주변회로를 통해 컴퓨터로 전송될 수 있다.

상기 프레임(60)은 상기 형광체(10)와, 상기 제1 반사경(20)과, 상기 제2반사경(30)과, 상기 이미지 센서가 일체화된 상기 광학모듈(40)들이 고정되어 엑스선 검출장치의 구성 요소들을 일체화하기 위해 제공된다. 또한 상기 프레임을 구성하는 금속 또는 비금속판의 내측에는 내부의 가시광선이 반사되는 것을 방지하기 위해 선팅 처리 또는 코팅 처리되어 암실이 형성될 수 있도록 한다. 물론 외부로부터 빛이 프레임(60) 내측으로 유입되지 않도록 밀폐 구조를 갖는 것은 자명하다 할 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 상기 프레임(60)의 외부에서 간편하게 탈부착할 수 있도록 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 탈부착할 수 있는 구조는 상기 프레임(60)과, 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 각각 고정할 수 있는 덮개(601)를 포함한다.

상기 프레임(60)의 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)이 배치되는 위치에는 상기 제1 및 제2 반사경의 사이즈와 거의 동일한 사이즈를 갖는 개구부가 각각 형성되어 있고, 상기 각 개구부의 내측 가장자리의 적어도 일부는 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)이 각각 거치될 수 있도록 절곡부(예를 들어, L 자형의 절곡부)가 형성되어 있다. 여기서 상기 L자형 절곡부의 높이는 상기 반사경들의 두께보다는 높은 것이 바람직하다. 또한 상기 L자형 절곡부의 상기 각 반사경과 접촉되는 평판한 면은 각 반사경이 설치되는 경우 물리적 오차가 발생하지 않도록 정밀하게 가공되어 있다.

이에 따라 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 각각 상기 L자형의 절곡부의 상부에 배치하고, 볼트와 같은 체결수단을 이용하여 상기 덮개(601)를 상기 프레임(60)에 고정시킴으로써, 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)이 물리적 오차 없이 상기 프레임(60)에 고정된다. 여기서 상기 덮개(601)의 내측에는 완충부재를 부착하여 상기 반사경들의 상부에 압력을 가한 상태로 고정될 수 있도록 함으로써, 상기 반사경들의 초기 설치 상태가 변경되지 않도록 한다.

상기와 같이 상기 반사경들을 상기 프레임의 외측에서 결합할 수 있도록 함으로써, 상기 반사경들이 엑스선에 장기간 노출되어 브라우닝 현상이 발생되거나 여타의 사유로 각 반사경의 기능이 저하되어 교체가 필요할 경우, 간단하게 상기 덮개(601)만 제거한 후 상기 반사경들을 교체할 수 있다.

이에 따라 종래 기술과 같이 반사경 교체를 위하여 엑스선 검출장치 전체를 교체해야 하거나 반사경만을 교체하기 위해 광학 얼라인먼트를 새로이 조정해야 하는 등의 문제를 해결할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)의 설치 각도를 설명하기 위한 엑스선 검출장치의 단면도이다.

본 발명에 따른 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)의 설치 각도는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 형광체(10)와 평행한 면에 대해 상기 제1 반사경의 기울어진 각도를 A라 하고, 상기 형광체(10)와 수직인 면에 대해 상기 제2 반사경(30)의 기울어진 각도를 B라고 하면, 상기 A와 상기 B는 서로 다른 값을 가지며, A+B가 45도가 되도록 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 배치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 배치는 상기 광학모듈(40)에 가시광선이 수직으로 입사하게 함으로써 광학 얼라인먼트 조정을 편리하게 하는 이점이 있다.

또한, 이와 같이 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 사용한 구성은 반사경을 1개만 보유한 종래의 엑스선 검출장치에 비해 광 경로 공간을 중복하여 활용할 수 있으므로 부피와 무게를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 대한 설명에서는 상기 광학모듈(40)이 상기 프레임(60)의 하부에 부착되고 상기 제2 반사경(30)이 상기 프레임(60)의 상부에 설치되는 것으로 설명하였지만, 반대로 상기 광학모듈(40)이 상기 프레임(60)의 상부에, 상기 제2 반사경(30)이 상기 프레임(60)의 하부에 설치되도록 구조를 변경할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 상기 형광체(10), 상기 제1 및 제2 반사경(20, 30), 상기 광학모듈(40)이 프레임(60)에 고정되는 것으로 설명하였지만, 상기 광학모듈만을 평판부재에 부착한 후, 상기 프레임(60) 없이 각 구성 요소들을 체결 결합하는 구조로 변형할 수도 있을 것이다.

따라서 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여 러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 종래의 평판형 검출기(TFT)를 이용한 엑스선 검출장치의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래의 광학 모듈과 이미지 센서를 이용한 엑스선 검출장치의 구조를 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 따른 브라우닝 피해 저감 구조를 가진 엑스선 검출장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 반사경들의 설치 구조를 설명하기 위한 도면,

도 5은 본 발명의 따른 제1 반사경과 제2 반사경의 설치 각도를 설명하기 위한 엑스선 검출장치의 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 형광체 20: 제1반사경

30: 제2반사경 40: 광학모듈

50: 이미지 센서 60: 프레임

Claims (10)

1. 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체;

   상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주기 위해 상기 형광체와 대향되는 위치에서 상기 형광체의 평행한 면에 대해 제1 각도만큼 기울어지도록 설치되며, 외측에서 결합 가능하게 외측면에 설치되는 제1 반사경;

   상기 제1 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 광학모듈로 유도하기 위해, 상기 광학모듈과 대향되는 위치에 설치되고, 상기 형광체와 수직인 면에 대해 제2 각도만큼 기울어지도록 설치되며, 외측에서 결합 가능하게 외측면에 설치되는 제2 반사경;

   상기 제2 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 결상하는 상기 광학모듈; 및

   상기 광학모듈에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 이미지 센서를 포함하는 엑스선 검출장치.
2. 제 1 항에 있어,

   상기 형광체, 상기 제1 및 제2 반사경, 상기 광학모듈들이 고정되는 프레임을 더 포함하는 엑스선 검출장치.
3. 프레임;

   상기 프레임의 일측에 부착되어 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체;

   상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주기 위해, 상기 형광체와 일정거리 이격된 대향 위치의 상기 프레임 외측에 결합 가능하게 설치되되, 상기 형광체의 평행한 면에 대해 제1 각도만큼 기울어지도록 설치되는 제1 반사경;

   상기 제1 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 광학모듈로 유도하기 위해, 상기 광학모듈과 대향되는 위치의 상기 프레임 외측에 결합 가능하게 설치되되, 상기 형광체와 수직인 면에 대해 제2 각도만큼 기울어지도록 설치되는 제2 반사경;

   상기 제2 반사경에 의해 반사되는 가시광선을 결상하는 상기 광학모듈; 및

   상기 광학모듈에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 이미지 센서를 포함하는 엑스선 검출장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 반사경은 반사면이 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 각도와 상기 제2 각도는 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 각도와 상기 제2 각도의 합이 45도가 되도록 상기 제1 및 제2 반사경을 설치하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.
7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 반사경은 상기 프레임의 외부에서 탈부착 가능하도록 상기 프레임에 설치되는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 프레임의 외측에서 설치된 상기 제1 및 제2 반사경을 고정하기 위한 상기 제1 및 제2 반사경을 덮는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 프레임의 상기 제1 및 제2 반사경이 설치되는 위치에는 상기 제1 및 제2 반사경의 사이즈보다 작은 개구부가 형성되고, 상기 개구부의 가장자리의 적어도 일부에는 상기 제1 및 제2 반사경을 거치할 수 있는 부재가 형성되며, 상기 덮개가 상기 제1 및 제2 반사경의 상부에 마련되어 상기 프레임과 고정 결합되는 것에 의해 상기 제1 및 제2 반사경을 상기 프레임에 고정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.
10. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

    상기 이미지 센서는 CMOS 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 엑스선 검출장치.

Images