KR20230011231A - 멀티 소스 기반 후방산란 엑스선 영상 장치 - Google Patents

멀티 소스 기반 후방산란 엑스선 영상 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 소스 기반 후방산란 엑스선 영상 장치를 개시한다. 그의 장치는 엑스선을 생성하는 엑스선 튜브 어레이와, 상기 엑스선 튜브 어레이 상에 제공되고, 상기 엑스선을 통과시키는 제 1 슬릿을 갖는 제 1 슬릿 플레이트들과, 상기 제 1 슬릿 플레이트들 상에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 다른 방향의 제 2 슬릿들을 갖는 제 2 슬릿 플레이트들과, 상기 제 2 슬릿 플레이트들 상에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 동일한 방향의 좁은 틈을 갖고, 상기 엑스선을 수신하는 피검체로부터 방출되는 후방 산란 빔을 검출하는 검출기들을 포함한다.

Description

멀티 소스 기반 후방산란 엑스선 영상 장치{backscattered X-ray imaging device based on multi-sources}
본 발명은 후방산란 엑스선 영상 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 멀티 소스 기반 후방산란 엑스선 영상 장치에 관한 것이다.
일반적으로 X선 후방산란영상은 밀도가 낮은 유기 물질 피사체가 X선 투과보다는 산란이 많이 발생한다는 특징을 이용하여 180도 방향으로 산란되는 X선을 검출하는 영상이다. 이를 이용하여 X선 투과영상에서는 관찰하기 힘든 마약류와 향정신성 물질, 그리고 플라스틱 물질의 기폭 장치 등을 검사하고자 보안 검색 분야에 널리 쓰이고 있다. X선 투사영상은 피사체의 밀도와 두께에 따라 투과 이후 감약된 X선 신호가 다르기 때문에 대면적을 한번에 얻을 수 있는 반면, X선 후방산란영상은 피사체의 국소부위에서 후방산란된 신호가 다른 국소부위의 신호에 영향을 주면 안되기 때문에 입사하는 X선이 가능한 한 좁아야 한다는 제약이 있다. X선 후방산란영상은 펜슬빔 주사모드로 방출되는 영상장치를 통해 획득될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 펜슬 빔의 해상도를 증가시킬 수 후방산란 엑스선 영상 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 후방산란 엑스선 영상 장치를 개시한다. 그의 장치는 엑스선을 생성하는 엑스선 튜브 어레이; 상기 엑스선 튜브 어레이 상에 제공되고, 상기 엑스선을 통과시키는 제 1 슬릿을 갖는 제 1 슬릿 플레이트들; 상기 제 1 슬릿 플레이트들 상에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 다른 방향의 제 2 슬릿들을 갖는 제 2 슬릿 플레이트들; 및 상기 제 2 슬릿 플레이트들 상에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 동일한 방향의 좁은 틈을 갖고, 상기 엑스선을 수신하는 피검체로부터 방출
되는 후방 산란 빔을 검출하는 검출기들을 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 검출기들 상에 제공되고, 상기 피검체를 이동시키는 컨베이어 밸트를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 2 슬릿 플레이트들에 연결되고, 상기 제 2 슬릿 플레이트들을 진동시키는 진동기를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 슬릿 및 좁은 틈은 제 1 방향으로 연장하고, 상기 진동기는 상기 제 2 슬릿들을 상기 제 1 방향으로 이동시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 2 슬릿들은 제 1 방향에 수직하는 제 2 방향으로 연장할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 엑스선 튜브 어레이와 상기 제 1 슬릿 플레이트들 사이에 제공되는 하부 회전 초퍼들을 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 슬릿 플레이트들과 상기 제 2 슬릿 플레이트들 사이에 제공되는 중부 회전 초퍼들을 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 2 슬릿 플레이트들과 상기 검출기들 사이에 제공되는 상부 회전 초퍼들을 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 하부 회전 초퍼들, 상기 중부 회전 초퍼들, 및 상기 상부 회전 초퍼들의 각각은 초퍼 슬릿들을 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 하부 회전 초퍼들, 상기 중부 회전 초퍼들, 및 상기 상부 회전 초퍼들의 초퍼 슬릿들은 정렬될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치는 엑스선을 생성하는 엑스선 튜브 어레이; 상기 엑스선 튜브 어레이 상에 제공되고, 상기 엑스선을 통과시키는 제 1 슬릿을 갖는 제 1 슬릿 플레이트들; 상기 제 1 슬릿 플레이트 상에 제공되어 상기 엑스선을 선택적으로 투과하여 펜슬 빔을 생성하는 회전 초퍼들; 상기 회전 초퍼들 상에 제공되고, 상기 엑스선을 수신하는 피검체로부터 방출되는 후방 산란 빔을 검출하는 검출기들; 및 상기 검출기 상에 제공되고, 상기 피검체를 고정하는 컨베이어 밸트를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 검출기와 상기 제 1 슬릿 플레이트 사이에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 다른 방향으로 연장하는 제 2 슬릿들을 갖는 제 2 슬릿 플레이트들을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 회전 초퍼들은 상기 제 1 슬릿 플레이트들과 상기 제 2 슬릿 플레이트들 사이의 하부 회전 초퍼들을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 회전 초퍼들 상기 제 2 슬릿 플레이트들과 상기 검출기들 사이의 중부 회전 초퍼들을 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 회전 초퍼들은 상기 검출기들과 상기 컨베이어 밸트 상이의 상부 회전 초퍼들을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 서로 교차하는 방향의 제 1 및 제 2 슬릿들을 갖는 제 1 및 제 2 슬릿 플레이트들을 이용하여 펜슬 빔의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 후방산란 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 튜브 어레이(10), 제 1 슬릿 플레이트들(20), 제 2 슬릿 플레이트들(30), 검출기들(40), 및 컨베이어 밸트(50)를 포함할 수 있다.
엑스선 튜브 어레이(10)는 엑스선(12)을 제 1 슬릿 플레이트들(20), 제 2 슬릿 플레이트들(30), 검출기들(40), 컨베이어 밸트(50), 및 피검체(52)에 제공할 수 있다. 엑스선 튜브 어레이(10)는 제 2 방향(y)으로 배열되는 복수개의 엑스선 튜브들을 포함할 수 있다. 복수개의 엑스선 튜브들은 약 N개일 수 있다. 복수개의 엑스선 튜브들의 각각은 엑스선(12)을 생성할 수 있다. 엑스선(12)은 원뿔 모양 또는 꼬깔 콘 모양으로 제 1 슬릿 플레이트들(20)에 제공될 수 있다.
제 1 슬릿 플레이트들(20)은 엑스선 튜브 어레이(10) 상에 제공될 수 있다. 제 1 슬릿 플레이트들(20)은 수평 플레이트들일 수 있다. 제 1 슬릿 플레이트들(20)은 제 1 슬릿(22)을 가질 수 있다. 제 1 슬릿(22)은 제 2 방향(y)으로 연장할 수 있다. 제 1 슬릿(22)은 엑스선(12)을 팬(fan), 삼각형, 또는 아크(arc)의 모양으로 투과 및/또는 변형시킬 수 있다. 제 1 슬릿 플레이트들(20)은 엑스선 튜브 어레이(10)에 대하여 고정(fixed)될 있다. 제 1 슬릿 플레이트들(20)은 금속 또는 고분자를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제 2 슬릿 플레이트들(30)은 제 1 슬릿 플레이트들(20) 상에 제공될 수 있다. 제 2 슬릿 플레이트들(30)은 수직 플레이트들일 수 있다. 제 2 슬릿 플레이트들(30)은 제 1 슬릿 플레이트들(20)과 수직한 방향으로 연장할 수 있다. 제 2 슬릿 플레이트들(30)은 제 2 슬릿들(32)을 가질 수 있다. 제 2 슬릿들(32)은 제 1 슬릿(22)에 교차하는 방향으로 배열될 수 있다. 제 2 슬릿들(32)은 제 1 방향(x)으로 연장할 수 있다. 제 2 슬릿들(32)은 엑스선(12)의 일부를 투과하여 펜슬 빔(14)을 생성시킬 수 있다. 펜슬 빔(14)은 포인트 빔일 수 있다. 펜슬 빔(14)은 피검체(52)에 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명의 후방산란 엑스선 영상 장치(100)는 제 2 슬릿들(32)을 갖는 제 2 슬릿 플레이트들(30을 이용하여 펜슬 빔(14)의 해상도를 증가시킬 수 있다. 엑스선 튜브 어레이(10)는 제 1 슬릿(22)의 라인 면적과 제 2 슬릿들(32)의 라인 면적의 결손을 없애기 위해 엑스선 튜브들을 순차적으로 턴온 구동시킬 수 있다.
검출기들(40)은 제 2 슬릿 플레이트들(30) 상에 제공될 수 있다. 검출기들(40)은 좁은 틈(42) 또는 빈 공간을 가질 수 있다. 좁은 틈(42)은 펜슬 빔(14)을 피검체(52)에 통과시킬 수 있다. 좁은 틈(42)은 제 1 슬릿(22)의 방향과 동일한 방향을 가질 수 있다. 좁은 틈(42)은 제 2 방향(y)으로 연장할 수 있다. 검출기들(40)은 피검체(52)에서 생성되는 후방산란 엑스선(54)을 감지할 수 있다. 제어부(미도시) 검출기들(40)의 후방산란 엑스선(54)의 검출 신호를 이용하여 후방산란 영상을 획득할 수 있다.
컨베이어 밸트(50)는 검출기들(40) 상에 제공될 수 있다. 컨베이어 밸트(50)는 피검체(52)를 클램핑 또는 고정하여 화살표 방향으로 이동시킬 수 있다. 컨베이어 밸트(50)는 피검체(52)를 제 1 방향(x)으로 이동시킬 수 있다. 도시하지는 않았지만, 컨베이어 밸트(50)는 피검체(52)를 제 2 방향(y) 또는 제 3 방향(z)으로 이동시킬 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 후방산란 엑스선 영상 장치(100)는 진동기(vibrator, 36)를 더 포함할 수 있다. 엑스선 튜브 어레이(10), 제 1 슬릿 플레이트들(20), 검출기(40), 및 컨베이어 밸트(50)는 도 1과 동일하게 구성될 수 있다.
진동기(36)는 제 2 슬릿 플레이트들(30)의 일측에 연결될 수 있다. 진동기(36)는 제 2 슬릿 플레이트들(30)을 제 2 방향(y)으로 왕복 및/또는 주기적으로 이동시킬 수 있다. 진동기(36)는 제 2 슬릿 플레이트들(30)을 진동시켜 펜슬 빔(14)의 해상도를 증가시킬 수 있다. 진동기(36)는 편향 무게추 모터 진동기 또는 초음파 진동기를 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
엑스선 튜브 어레이(10)는 제 1 내지 제 N 번째까지 순차적으로 구동되며, 진동기(36)는 제 2 슬릿들(32)을 엑스선 튜브 어레이(10)의 구동속도에 동기되어 이동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 후방산란 엑스선 영상 장치(100)는 회전 초퍼들(60)을 더 포함할 수 있다. 엑스선 튜브 어레이(10), 제 1 슬릿 플레이트들(20), 검출기(40), 및 컨베이어 밸트(50)는 도 1과 동일하게 구성될 수 있다.
회전 초퍼들(60)은 제 1 슬릿 플레이트들(20)과 검출기들(40) 사이에 제공될 수 있다. 회전 초퍼들(60)은 도 1 및 도 2의 제 2 슬릿 플레이트들(30)에 대체될 수 있다. 회전 초퍼들(60)은 엑스선 튜브 어레이(10)의 엑스선 튜브들에 각각 정렬될 수 있다. 즉, 회전 초퍼들(60)은 엑스선 튜브들에 개별적으로 대응될 수 있다. 회전 초퍼들(60)은 초퍼 슬릿들(61) 또는 어퍼쳐들을 가질 수 있다. 초퍼 슬릿들(61)은 엑스선(12)을 선택적으로 통과시켜 펜슬 빔(14)을 생성할 수 있다. 초퍼 슬릿들(61)은 펜슬 빔(14)을 피검체(52)에 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 후방산란 엑스선 영상 장치(100)는 초퍼 슬릿들(61)을 갖는 회전 초퍼들(60)을 이용하여 펜슬 빔(14)의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 개념에 따른 후방산란 엑스선 영상 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 후방산란 엑스선 영상 장치(100)는 하부 회전 초퍼들(62), 중부 회전 초퍼들(64), 및 상부 회전 초퍼들(66)을 더 포함할 수 있다. 하부 회전 초퍼들(62), 중부 회전 초퍼들(64), 및 상부 회전 초퍼들(66)의 각각은 도 3의 초퍼 슬릿들(61)을 가질 수 있다. 하부 회전 초퍼들(62), 중부 회전 초퍼들(64), 및 상부 회전 초퍼들(66)의 초퍼 슬릿들(61)은 제 3 방향(z)으로 정렬될 수 있다. 엑스선 튜브 어레이(10), 제 1 슬릿 플레이트들(20), 제 2 슬릿 플레이트들(30), 진동기(36), 검출기(40), 및 컨베이어 밸트(50)는 도 2와 동일하게 구성될 수 있다.
하부 회전 초퍼들(62)은 제 1 슬릿 플레이트들(20) 및 제 2 슬릿 플레이트들(30) 사이에 제공될 수 있다. 하부 회전 초퍼들(62)은 엑스선(12)을 선택적으로 통과시켜 펜슬 빔(14)을 생성할 수 있다.
중부 회전 초퍼들(64)은 하부 회전 초퍼들(62) 상에 제공될 수 있다. 중부 회전 초퍼들(64)은 제 2 슬릿 플레이트들(30) 및 검출기들(40) 사이에 제공될 수 있다. 중부 회전 초퍼들(64)은 펜슬 빔(14)을 선택적으로 통과시켜 상기 펜슬 빔(14)의 해상도를 증가시킬 수 있다.
상부 회전 초퍼들(66)은 중부 회전 초퍼들(64) 상에 제공될 수 있다. 상부 회전 초퍼들(66)은 검출기들(40)과 컨베이어 밸트(50) 사이에 제공될 수 있다. 상부 회전 초퍼들(66)은 펜슬 빔(14)을 선택적으로 통과시켜 상기 펜슬 빔(14)의 해상도를 개선할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. 엑스선을 생성하는 엑스선 튜브 어레이;
    상기 엑스선 튜브 어레이 상에 제공되고, 상기 엑스선을 통과시키는 제 1 슬릿을 갖는 제 1 슬릿 플레이트들;
    상기 제 1 슬릿 플레이트들 상에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 다른 방향의 제 2 슬릿들을 갖는 제 2 슬릿 플레이트들; 및
    상기 제 2 슬릿 플레이트들 상에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 동일한 방향의 좁은 틈을 갖고, 상기 엑스선을 수신하는 피검체로부터 방출되는 후방 산란 빔을 검출하는 검출기들을 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출기들 상에 제공되고, 상기 피검체를 이동시키는 컨베이어 밸트를 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 슬릿 플레이트들에 연결되고, 상기 제 2 슬릿 플레이트들을 진동시키는 진동기를 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 슬릿 및 좁은 틈은 제 1 방향으로 연장하고,
    상기 진동기는 상기 제 2 슬릿들을 상기 제 1 방향으로 이동시키는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 슬릿들은 제 1 방향에 수직하는 제 2 방향으로 연장하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑스선 튜브 어레이와 상기 제 1 슬릿 플레이트들 사이에 제공되는 하부 회전 초퍼들을 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 슬릿 플레이트들과 상기 제 2 슬릿 플레이트들 사이에 제공되는 중부 회전 초퍼들을 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 슬릿 플레이트들과 상기 검출기들 사이에 제공되는 상부 회전 초퍼들을 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하부 회전 초퍼들, 상기 중부 회전 초퍼들, 및 상기 상부 회전 초퍼들의 각각은 초퍼 슬릿들을 갖는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하부 회전 초퍼들, 상기 중부 회전 초퍼들, 및 상기 상부 회전 초퍼들의 상기 초퍼 슬릿들은 정렬되는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  11. 엑스선을 생성하는 엑스선 튜브 어레이;
    상기 엑스선 튜브 어레이 상에 제공되고, 상기 엑스선을 통과시키는 제 1 슬릿을 갖는 제 1 슬릿 플레이트들;
    상기 제 1 슬릿 플레이트 상에 제공되어 상기 엑스선을 선택적으로 투과하여 펜슬 빔을 생성하는 회전 초퍼들;
    상기 회전 초퍼들 상에 제공되고, 상기 엑스선을 수신하는 피검체로부터 방출되는 후방 산란 빔을 검출하는 검출기들; 및
    상기 검출기 상에 제공되고, 상기 피검체를 고정하는 컨베이어 밸트를 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출기와 상기 제 1 슬릿 플레이트 사이에 제공되고, 상기 제 1 슬릿의 방향과 다른 방향으로 연장하는 제 2 슬릿들을 갖는 제 2 슬릿 플레이트들을 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 초퍼들은 상기 제 1 슬릿 플레이트들과 상기 제 2 슬릿 플레이트들 사이의 하부 회전 초퍼들을 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 회전 초퍼들 상기 제 2 슬릿 플레이트들과 상기 검출기들 사이의 중부 회전 초퍼들을 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 회전 초퍼들은 상기 검출기들과 상기 컨베이어 밸트 상이의 상부 회전 초퍼들을 더 포함하는 후방산란 엑스선 영상 장치.


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