KR101110735B1 - X-ray Detector and X-ray Imaging Apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피검체의 확대이미지와 축소이미지의 선택적 획득이 가능한 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 개시한다. 본 발명에 따른 엑스선 검출기는: 피검체를 투과한 엑스선을 가시광선으로 변환하여 방출하는 광변환유닛; 상기 광변환유닛을 통해 변환된 가시광선을 집광하며 배율조절이 가능한 렌즈유닛; 그리고 상기 렌즈유닛을 통해 집광된 가시광선을 검출하는 광센서를 포함하여 구성된다.The present invention discloses an X-ray detector capable of selectively acquiring an enlarged image and a reduced image of a subject and an X-ray imaging apparatus including the same. An X-ray detector according to the present invention includes: a light conversion unit that converts and emits X-rays transmitted through a subject into visible light; A lens unit for condensing visible light converted through the light conversion unit and adjusting magnification; And an optical sensor for detecting visible light collected through the lens unit.
본 발명에 따르면 이미지의 배율 조정이 가능하여 정밀한 영상의 구현 및 시술과 진단의 효율성을 향상할 수 있으며, 해상도 손실 및 왜곡이 없는 고품질의 영상을 실시간으로 제공할 수 있고 TFT 평판형 반도체 엑스선 검출기와 비교하여 상대적으로 비용부담이 적어 가격 경쟁력 및 상품성을 향상할 수 있다.According to the present invention, it is possible to adjust the magnification of an image, to realize a precise image and to improve the efficiency of the procedure and diagnosis, to provide a high quality image without resolution loss and distortion in real time, and to a TFT flat panel semiconductor X-ray detector. In comparison, the cost burden is relatively low, which can improve price competitiveness and merchandise.
엑스선 촬영장치, 엑스선 검출기, 광변환유닛, 렌즈유닛, 광센서 X-ray imaging device, X-ray detector, light conversion unit, lens unit, light sensor
Description
본 발명은 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상의 배율 조정이 가능하며 해상도 손실 및 왜곡이 방지된 고품질의 영상을 제공할 수 있는 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray detector and an X-ray imaging apparatus including the same, and more particularly, an X-ray detector capable of providing a high-quality image capable of scaling the image and preventing resolution loss and distortion, and X-ray imaging including the same Relates to a device.
1897년 뢴트겐에 의해 엑스선이 발명된 이후 의료기관들은 엑스선 영상(radiography)을 진단의 기본 도구로 사용해오고 있다. 특히 그 기술은 환자의 안전과 질환예방을 위해 고해상도와 저방사선량에 초점을 두고 발전을 거듭하고 있다.Since X-Ray was invented by Roentgen in 1897, medical institutions have been using X-ray radiography as a basic tool for diagnosis. In particular, the technology is evolving, focusing on high resolution and low radiation doses for patient safety and disease prevention.
의료용 진단장비 중 맏형격인 엑스선 영상장비는 엑스레이 발생기와 필름 및 스크린을 통해 영상을 얻는 일반 엑스선 촬영장치, 전산화 단층 촬영장치(CT), 골밀도 측정장치, 수술 등을 위해 실시간의 동영상을 얻는 엑스선 투시 촬영장치(fluoroscopy system) 등으로 분류된다.X-ray imaging equipment, the oldest type of medical diagnostic equipment, uses X-ray perspective imaging to obtain real-time video for general X-ray imaging, CT, bone density measurement, and surgery. Or fluoroscopy systems.
이 중 가장 많이 사용되는 일반 엑스선 촬영장치는 100여년간 병원에서 사용 돼온 것으로 필름의 2차원 공간에 엑스선량 분포가 감광량에 따라 흑백으로 나타나는 아날로그 영상을 구현하는 것이다. 이로 인해 의사와 환자 모두 진료와 치료과정이 편해졌으며 정량적인 데이터(필름)로 오진을 줄이는등 엑스선은 현대의학 발전에 크게 기여해왔다.The most commonly used X-ray apparatus, which has been used in hospitals for over 100 years, is to realize an analog image in which the distribution of X-ray dose in the two-dimensional space of the film is displayed in black and white according to the amount of photosensitivity. As a result, both the doctor and the patient have eased the treatment and treatment process, and X-rays have contributed greatly to the development of modern medicine by reducing misdiagnosis with quantitative data (film).
그렇지만 기존 엑스선 영상진단기도 아날로그 형태를 띠는 신호라는 점과 신체에 대한 방사선 피폭의 위험도, 필름 현상으로 인한 화학물질 배출, 한 장의 필름을 판독하기 위한 현상시간 소요 등 많은 문제점을 내포해왔다.Nevertheless, the existing X-ray imaging system also has a number of problems such as an analog signal, the risk of radiation exposure to the body, the chemical emission due to the film phenomenon, and the development time required to read a single film.
최근 정보의 디지털화가 급속히 진전되면서 디지털 엑스선 촬영장치(digital radiography)가 이러한 단점을 해결하는 신기술로 부각되고 있다. 이는 기존에 비해 인체에 유해한 엑스선량을 적게 조사하면서도 높은 해상도 영상을 얻을 수 있기 때문이다.Recently, as digitalization of information is rapidly progressing, digital radiography has emerged as a new technology to solve these disadvantages. This is because a higher resolution image can be obtained while irradiating less harmful X-rays than the conventional body.
상기 디지털 엑스선 촬영장치는 일반 아날로그 방식의 엑스선에서 필름을 사용하는 대신 컴퓨터 모니터를 통해 영상을 표시할 수 있게 한 디지털 방식의 차세대 제품이다. 즉 엑스선을 필름에 쏴 이를 현상하던 아날로그 방식이 아닌 엑스선을 엑스선 검출장치(detector)에 조사, 이를 전기적인 신호로 바꿔서 영상을 획득한다.The digital X-ray photographing apparatus is a digital next-generation product that enables an image to be displayed on a computer monitor instead of using a film in general analog X-ray. In other words, X-rays are irradiated to the X-ray detector, which is not an analog method of shooting X-rays on a film, and is converted into an electrical signal to obtain an image.
바로 이 부분이 디지털 엑스선 촬영장치와 기존 아날로그 방식의 엑스선 촬영장치와의 가장 큰 차이점인 동시에 디지털 엑스선 촬영장치에서 가장 중요한 핵심 기술이기도 하다.This is the biggest difference between the digital X-ray imaging apparatus and the conventional analog X-ray imaging apparatus, and it is also the most important core technology in the digital X-ray imaging apparatus.
상기 디지털 엑스선 촬영장치는 엑스선을 검출하는 방식에 따라 필름 스캐너 를 이용한 방법, 이미지 플레이트(image plate)와 판독기를 이용한 CR(Computer Radiography), 형광판과 CCD 카메라를 이용한 방법, 영상증배관과 CCD 카메라를 이용한 방법, TFT 재질의 평판형 반도체 검출기를 이용한 방법 등으로 크게 분류된다. 이 중 영상증배관과 CCD 카메라를 이용한 엑스선 검출장치와 TFT 평판형 반도체 엑스선 검출장치를 갖는 디지털 엑스선 촬영장치가 주류를 이루고 있다.The digital X-ray photographing apparatus includes a method using a film scanner, a computer radiography (CR) using an image plate and a reader, a method using a fluorescent plate and a CCD camera, an image multiplier and a CCD camera according to a method of detecting X-rays. The method used is largely classified into a method using a flat panel semiconductor detector made of TFT material and the like. Among them, the X-ray detection apparatus using an image multiplier and a CCD camera and a digital X-ray imaging apparatus having a TFT flat panel type semiconductor X-ray detecting apparatus are mainstream.
그러나, 상기 영상증배관과 CCD 카메라를 이용한 엑스선 검출장치는 렌즈에 의한 영상왜곡과 지자기 영향에 의한 S-자 왜곡으로 인하여 출력영상이 왜곡되어 출력되는 단점이 있다. 또한, 상기 영상증배관과 CCD 카메라를 이용한 엑스선 검출장치는 부피가 크고 무게가 무겁기 때문에 실제 시스템을 구성하는데 기구적인 한계가 있다.However, the X-ray detection apparatus using the image multiplier and the CCD camera has a disadvantage in that the output image is distorted due to the image distortion caused by the lens and the S-shaped distortion caused by the geomagnetism. In addition, the X-ray detecting apparatus using the image multiplier and the CCD camera has a mechanical limitation in configuring the actual system because of its bulky and heavy weight.
그리고, 상기 TFT 평판형 반도체 엑스선 검출장치는 상기 영상증배관과 CCD 카메라를 이용한 엑스선 검출장치에 비하여 부피가 적고 무게가 가벼워 시스템을 구성하는데 기구적인 한계가 적으나, 가격이 상기 영상증배관에 비하여 3~4배 비싸서 실제 엑스선 촬영장치에 적용하기에 비용부담이 크고, 해상도의 손실없는 배율조정이 불가능하며, 실시간 동영상 획득을 위해서 픽셀 비닝(Bining) 즉 4(2*2 bining)개 혹은 9(3*3 bining)개의 픽셀을 묶어서 마치 하나의 픽셀 처럼 작동하도록 하기 때문에 픽셀수가 현저하게 줄어들어 영상의 해상도가 급격하게 저하되는 치명적인 단점이 있다.In addition, the TFT flat panel type semiconductor X-ray detecting apparatus has a smaller volume and weight than the X-ray detecting apparatus using the image multiplier and the CCD camera, and thus has a small mechanical limit. It is 3 ~ 4 times expensive, so it is expensive to apply to an actual X-ray imaging device, and it is impossible to scale without loss of resolution, and pixel bining or 4 (2 * 2 bining) or 9 ( Because 3 * 3 bining) is bundled and operated like a single pixel, the number of pixels is significantly reduced and the resolution of the image is drastically deteriorated.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 피검체에 대한 이미지의 획득시 배율 조정이 가능한 엑스선 검출기 및 이를 갖는 엑스선 촬영장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하며, 보다 상세하게는 피검체의 등배 이미지뿐만 아니라 광학적으로 배율이 조정된 부분확대 이미지를 얻을 수 있어 상세하고 정확한 이미지를 제공할 수 있는 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an X-ray detector capable of adjusting magnification when an image of a subject is acquired, and an X-ray imaging apparatus having the same, and more particularly, to a subject. The present invention provides an X-ray detector and an X-ray photographing apparatus including the same, as well as an equal magnification image, which can obtain an optically scaled partially enlarged image to provide a detailed and accurate image.
본 발명의 다른 목적은, 해상도 손실 및 왜곡이 없는 고품질의 영상을 실시간으로 제공할 수 있는 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an X-ray detector capable of providing a high quality image without resolution loss and distortion in real time and an X-ray imaging apparatus including the same.
본 발명의 또 다른 목적은, 상세하고 정확한 영상을 제공하여 시술과 진단의 효율성 및 편의성을 향상할 수 있는 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an X-ray detector and an X-ray imaging apparatus including the same, which can provide detailed and accurate images to improve the efficiency and convenience of the procedure and diagnosis.
본 발명의 또 다른 목적은, 비용부담이 적어 가격 경쟁력 및 상품성을 향상할 수 있는 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an X-ray detector and an X-ray photographing apparatus including the same, which can reduce cost and improve price competitiveness and marketability.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 피검체를 투과한 엑스선을 가시광선으로 변환하여 방출하는 광변환유닛; 상기 광변환유닛을 통해 변환된 가시광선을 집광하며 배율조절이 가능한 렌즈유닛; 그리고 상기 렌즈유닛을 통해 집광된 가 시광선을 검출하는 광센서를 포함하여 구성되는 엑스선 검출기를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises: a light conversion unit for converting the X-rays transmitted through the subject into visible light to emit; A lens unit for condensing visible light converted through the light conversion unit and adjusting magnification; And it provides an X-ray detector comprising an optical sensor for detecting the visible light collected through the lens unit.
상기 렌즈유닛은, 배율이 다른 복수개의 렌즈들을 포함하여 구성되며; 상기 광변환유닛을 통해 변환된 가시광선이 상기 복수개의 렌즈들 중 어느 하나를 통해 상기 광센서로 입사되도록 상기 렌즈들의 위치가 조절될 수 있다.The lens unit comprises a plurality of lenses having different magnifications; The positions of the lenses may be adjusted such that the visible light converted through the light conversion unit is incident to the optical sensor through any one of the plurality of lenses.
상기 복수개의 렌즈들은, 기 설정된 배율의 제1렌즈부와 확대 이미지의 제공을 위하여 상기 제1렌즈부보다 고배율인 제2렌즈부를 포함하여 구성되며; 상기 복수개의 렌즈들 중 어느 하나가 선택적으로 상기 광변환유닛과 상기 광센서 사이의 가시광선 경로에 위치되도록, 상기 렌즈들은 로터리(rotary) 방식의 회전유닛에 의해 회전이동될 수 있다.The plurality of lenses includes a first lens unit having a preset magnification and a second lens unit having a higher magnification than the first lens unit for providing an enlarged image; The lenses may be rotated by a rotary unit of a rotary type such that any one of the plurality of lenses is selectively positioned in the visible light path between the light conversion unit and the light sensor.
상기 복수개의 렌즈들은, 기 설정된 배율의 제1렌즈부와 확대 이미지의 제공을 위하여 상기 제1렌즈부보다 고배율인 제2렌즈부를 포함하여 구성되며; 상기 복수개의 렌즈들 중 어느 하나가 선택적으로 상기 광센서와 정렬되도록 상기 광센서가 왕복이동방식의 왕복이동유닛에 의해 선형이동될 수도 있다.The plurality of lenses includes a first lens unit having a preset magnification and a second lens unit having a higher magnification than the first lens unit for providing an enlarged image; The optical sensor may be linearly moved by a reciprocating reciprocating unit so that any one of the plurality of lenses is selectively aligned with the optical sensor.
여기서, 상기 제1 렌즈부는 피검체와 동일한 배율의 이미지를 획득하기 위한 등배렌즈이고, 상기 제2 렌즈부는 상기 등배렌즈의 배율보다 높은 배율의 확대렌즈인 것을 특징으로 한다.The first lens unit may be an equal magnification lens for acquiring an image having the same magnification as the subject, and the second lens unit may be an magnification lens having a magnification higher than that of the equal magnification lens.
상기와 달리 상기 렌즈유닛은, 배율의 조절이 가능한 줌렌즈를 포함하여 구성될 수도 있다. 그리고 상기 광센서는 EMCCD(Electron Multiplying Charge Coupled device)를 포함하여 구성되는 것이 좋다.Unlike the above, the lens unit may be configured to include a zoom lens capable of adjusting the magnification. And the optical sensor is preferably configured to include an EMCCD (Electron Multiplying Charge Coupled device).
상기 엑스선 검출기는 상기 광변환유닛과 상기 렌즈유닛 사이에 구비되어 상 기 광변환유닛으로부터 방출되는 가시광선을 상기 렌즈유닛으로 반사시켜 광경로를 변환시키는 반사미러를 더 포함하여 구성될 수도 있다.The X-ray detector may further include a reflection mirror provided between the light conversion unit and the lens unit to reflect the visible light emitted from the light conversion unit to the lens unit to convert an optical path.
다른 일 형태로서 본 발명은 전술한 구성의 엑스선 검출기; 그리고 상기 피검체를 향하여 출사되는 상기 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기를 포함하여 구성되는 엑스선 촬영장치를 제공한다.In another aspect, the present invention provides an X-ray detector having the above-described configuration; And an X-ray generator configured to generate the X-rays emitted toward the subject.
본 발명에 따른 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the X-ray detector and the X-ray imaging apparatus including the same according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 의하면, 저배율 또는 고배율로 피검체의 이미지 획득이 가능하므로, 피검체의 일정부분에 대하여 확대된 고배율로 상세한 이미지의 제공이 가능한 이점이 있다. 보다 상세하게는 본 발명은 피검체의 등배영상 뿐만 아니라 광학적으로 배율이 조정된 부분확대영상을 촬영할 수 있어 상세하고 정확한 다양한 영상을 제공할 수 있는 이점이 있다.First, according to the present invention, since it is possible to obtain an image of a subject at a low magnification or a high magnification, there is an advantage that a detailed image can be provided at a high magnification with respect to a certain portion of the subject. In more detail, the present invention can photograph a magnified optically adjusted magnified image as well as an equal magnification image of a subject, thereby providing a variety of detailed and accurate images.
둘째, 본 발명에 의하면, 해상도 손실 및 왜곡이 없는 고품질의 영상을 실시간으로 제공할 수 있는 이점이 있다.Second, according to the present invention, there is an advantage that can provide a high quality image in real time without resolution loss and distortion.
셋째, 본 발명에 의하면, 상세하고 정확한 영상 특히 피검체의 전체적인 영상과 함께 주요부분의 세밀하고 정확한 부분확대영상을 제공함으로써 환자의 시술과 진단의 효율성 및 편의성을 향상할 수 있는 이점이 있다.Third, according to the present invention, the detailed and accurate image, in particular, the overall image of the subject together with the detailed and accurate partial enlarged image of the main part has the advantage of improving the efficiency and convenience of the procedure and diagnosis of the patient.
넷째, 본 발명에 의하면, TFT 평판형 반도체 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치와 비교하여 상대적으로 비용부담이 적기 때문에 제품의 가격 경쟁력 및 상품성을 향상할 수 있는 이점이 있다.Fourth, according to the present invention, since the cost is relatively low compared to the TFT flat panel type semiconductor X-ray detector and the X-ray photographing apparatus including the same, there is an advantage in that the price competitiveness and productability of the product can be improved.
이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명 및 중복되는 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described. In the description of the present embodiment, the same names and symbols are used for the same components, and additional descriptions and redundant descriptions thereof will be omitted below.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 2는 도 1의 엑스선 검출기의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이며, 도 4는 도 2의 엑스선 검출기의 제1실시예를 통하여 취득된 등배이미지와 부분확대이미지를 도식화한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 엑스선 검출기의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 5의 엑스선 검출기를 통하여 취득된 등배이미지와 부분확대이미지를 도식화한 도면이다.1 is a schematic view showing an X-ray detector and an X-ray imaging apparatus including the same according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view schematically showing a first embodiment of the X-ray detector of FIG. 1, and FIG. 2 is a side view, and FIG. 4 is a diagram illustrating an equal magnification image and a partially enlarged image acquired through the first embodiment of the X-ray detector of FIG. 2, and FIG. 5 schematically shows a second embodiment of the X-ray detector according to the present invention. 6 is a diagram illustrating an equal magnification image and a partial enlarged image acquired through the X-ray detector of FIG. 5.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 설명하면 다음과 같다.First, referring to FIG. 1, an X-ray detector and an X-ray imaging apparatus including the same according to the present invention will be described.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 촬영장치는 크게 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기(100)와 엑스선 검출기(200)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 엑스선 발생기(100)는 피검체(P)를 향해 출사되는 엑스선을 발생시키기 위한 장치이다.As shown in FIG. 1, the X-ray imaging apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention includes an
그리고, 상기 엑스선 검출기(200)는 통상 상기 피검체(P)를 기준으로 상기 엑스선 발생기(100)의 반대측에 위치하며, 상기 피검체(P)를 투과한 엑스선을 통해 피검체(P) 상에 대한 이미지, 예를 들면 사진영상이나 동영상 등의 이미지를 취득하기 위한 장치이다.In addition, the
보다 상세하게, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 엑스선 검출기(200)는, 광변환유닛(220)과, 배율 조절이 가능한 렌즈유닛(230) 및 광센서(240)를 포함하여 구성된다. 상기 광변환유닛과 렌즈유닛 등은 상기 엑스선 검출기의 외관을 형성하는 하우징(210)에 구비된다.In more detail, as shown in FIGS. 1 to 3, the
본 실시예에 있어서 상기 하우징(210)은 엑스선 검출기(200)의 외관을 형성하며, 상기 엑스선 발생기의 반대측에 상기 광변환유닛(220)이 구비되고, 상기 하우징의 내부에는 상기 렌즈유닛(230) 및 상기 광센서(240) 등 상기 피검체(P)를 투과한 엑스선을 통해 피검체(P) 상에 대한 투시 영상, 즉 이미지를 취득하기 위한 다양한 부품들이 구비된다.In the present embodiment, the
상기 광변환유닛(220)은 상기 피검체(P)를 투과한 엑스선을 가시광선으로 변환하여 방출한다. 즉, 상기 광변환유닛(220)은 상기 광센서(240)에서 영상을 구현할 수 있도록 상기 피검체(P)를 투과한 엑스선을 상기 광센서(240)에서 검출 가능한 가시광선으로 변환하는 역할을 수행한다.The
이 때, 상기 광변환유닛(220)은 섬광체 즉 신틸레이터(scintillator)로 구성될 수 있다. 상기 신틸레이터는 상기 피검체(P)를 투과한 엑스선이 유입되어 가시광선으로 변환된 후 방출되는 일종의 변환층으로써, 요드화 세슘세슘(CsI) 등의 할로겐 화합물이나 가돌리늄(gadolinium) 황산화물(GOS) 등의 산화물계 화합물 등으 로 구성되는 고휘도 형광 물질이 이용되고 있는 경우가 많다. 또한, 일반적으로 상기 신틸레이터는 고밀도로 진공 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등의 기상성장법에 의해 복수의 광전 변환 소자가 형성된 회로기판상에 동일하게 형성되어 있다.In this case, the
본 발명에 따른 엑스선 검출기(200)는 상기 광변환유닛(220)에서 방출되는 가시광선을 상기 렌즈유닛(230)으로 안내하도록 상기 광변환유닛(220)과 상기 렌즈유닛(230) 사이에 구비되어 광경로를 변환시키는 반사미러(250)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.The
물론, 상기 광변환유닛(220)으로부터 방출되어 실질적으로 직진하는 가시광선의 경로에 상기 렌즈유닛(230)을 구비하여 상기 광변환유닛(220)으로부터 방출되는 가시광선을 직접 상기 렌즈유닛(230)으로 전달할 수 있으나, 상기 광변환유닛(220)으로부터 방출되는 가시광선을 상기 반사미러(250)를 통해 상기 렌즈유닛(230)으로 반사시킴으로써 광전달의 손실을 최소화 또는 방지하면서 상기 렌즈유닛(230)으로 원활하게 가시광선을 전달할 수 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 엑스선 검출기(200)는 상기 반사미러(250)를 구비함으로써 상기 반사미러(250)를 통한 가시광선의 광경로를 다양하게 변화시킬 수 있어 상기 렌즈유닛(230) 및 상기 광센서(240)의 설계 자유도를 향상할 수 있고 하우징의 부피나 크기를 최소화할 수도 있다.Of course, the
상기 렌즈유닛(230)은 상기 광변환유닛(220)으로부터 방출되는 가시광선 즉, 실질적으로 상기 광변환유닛(220)으로부터 방출되어 상기 반사미러(250)에 의해 반사된 가시광선을 상기 광센서(240)로 집광하는 역할을 수행한다.The
여기서, 상기 렌즈유닛(230)은 배율이 서로 다른 복수개의 렌즈들(231, 232)을 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 광변환유닛(220)에서 출사된 가시광선이 상기 렌즈들 중의 어느 하나를 선택적으로 투과하여 상기 광센서에 입사된다.Herein, the
상기 복수개의 렌즈들은 기설정된 소정배율의 제1렌즈부(231)와 상기 제1렌즈부보다 고배율의 제2렌즈부(232)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 상기 광변환유닛(220)을 통해 변환된 가시광선이 상기 복수개의 렌즈들 중 어느 하나를 통해 상기 광센서(240)로 입사되도록 상기 렌즈들 중의 어느 하나가 선택적으로 상기 광센서(240)와 정렬된다. 예를 들면, 상기 광센서(240)는 고정된 위치에 구비되고 상기 렌즈들의 위치를 조절함으로써 상기 광센서(240)에 의해 획득되는 이미지의 배율이 달라진다.The plurality of lenses may include a
즉, 상기 렌즈들 중의 어느 하나가 상기 광변환유닛(220)에서 상기 광센서(240)로 진행하는 가시광선의 광경로상에 정렬됨으로써, 상기 광경로 상에 정렬된 특정 렌즈의 배율에 따라 상기 광센서(240)에 의해 검출되는 이미지의 배율이 결정될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 제1렌즈부(231)가 상기 광변환유닛(220)에서 상기 광센서(240)로 진행하는 가시광선의 광경로상에 정렬되면 상기 제1렌즈부(231)의 배율에 따라 피검체의 이미지가 상기 광센서에 촬상되고, 상기 제2렌즈부(232)가 상기 광경로상에 정렬되면 상기 제2렌즈부(232)의 배율에 따른 피검체의 이미지가 상기 광센서에 촬상된다.That is, any one of the lenses is aligned on the optical path of the visible light traveling from the
상기 렌즈들 중의 어느 하나의 렌즈가 상기 반사미러(250)와 상기 광센서(240) 사이의 광경로에 정렬되도록 상기 렌즈들의 위치가 조절되는데, 본 실시예 에 있어서 상기 제1렌즈부(231)는 상기 반사미러(250)에 의해 반사된 가시광선을 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율로 집광하는 등배렌즈로 구성되고, 상기 제2렌즈부(232)는 상기 등배렌즈보다 고배율의 확대렌즈로 구성된다.The positions of the lenses are adjusted such that any one of the lenses is aligned with the optical path between the
따라서, 상기 제2렌즈부(232)가 상기 광경로상에 정렬되면 상기 피검체(P) 중 일부영역에 대한 확대이미지가 상기 광센서(240)에 촬상된다. 즉 상기 제2렌즈부(232)는 상기 제1렌즈부(231)보다 좁은 영역에 대한 확대이미지를 획득할 수 있게 한다.Therefore, when the
한편, 상기 엑스선 검출기(200)는 상기 렌즈들(231, 232)은 로터리(rotary) 방식의 회전유닛에 의해 회전이동됨으로써 상기 렌즈들의 위치가 조절되도록 구성된다. 다시 말해서, 상기 제1 렌즈부(231) 또는 상기 제2 렌즈부(232)는 상기 회전유닛에 의해 회전구동되며, 이에 따라 상기 제1렌즈부(231)가 상기 광경로상에 정렬되면 저배율의 축소이미지가 본 발명에 따른 엑스선 검출기에 의해 획득되고, 상기 제2렌즈부(232)가 상기 광경로상에 정렬되면 고배율의 확대이미지가 본 발명에 따른 엑스선 검출기에 의해 획득된다.On the other hand, the
즉, 상기 회전유닛을 통해 상기 제1 렌즈부(231) 또는 상기 제2 렌즈부(232)를 상기 광센서(240)의 수광부(240a) 상에 선택적으로 위치시킴에 따라 상기 광센서(240)에서 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율을 갖는 영상을 검출하도록 하거나 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율을 갖는 영상을 검출하도록 할 수 있다.That is, by selectively positioning the
보다 상세하게, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 회전유닛은 상기 반사미러(250)와 상기 광센서(240) 사이에 구비되며 상기 제1 렌즈부(231)와 상기 제 2 렌즈부(232)가 설치된 회전플레이트(233)로 구성될 수 있다.More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the rotating unit is provided between the
그리고, 상기 회전플레이트(233)는 중심에 회전축(234)이 구비되며, 상기 회전축(234)에는 스텝모터(미도시)와 같은 회전구동수단이 연결될 수 있다.In addition, the
그러므로, 상기 스텝모터의 회전에 의해 상기 회전플레이트(233)를 회전시켜 상기 제1렌즈부(231) 또는 상기 제2렌즈부(232)를 상기 광센서(240)의 수광부(240a) 상에 선택적으로 위치시킴에 따라 상기 광센서(240)에서는 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율을 갖는 이미지를 검출하거나 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율을 갖는 이미지를 선택적으로 검출할 수 있다.Therefore, the
즉, 도 4에서와 같이, 상기 회전유닛을 통해 상기 제1 렌즈부(231)를 상기 광센서(240)의 수광부(240a) 상에 위치시켜 촬영하는 경우 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율의 등배이미지(I200)를 취득할 수 있으며, 상기 회전유닛을 통해 상기 제2 렌즈부(232)를 상기 광센서(240)의 수광부(240a) 상에 위치시켜 촬영하는 경우 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율을 갖는 부분확대이미지(I210)를 취득할 수도 있다.That is, as shown in FIG. 4, when the
본 발명에 있어서 상기 등배이미지란 용어는 반드시 피검체와 동일한 크기의 이미지가 디스플레이 화면으로 출력된다는 것을 의미하는 것에 한정하는 것이 아니라, 배율이 가장 낮은 저배율의 제1렌즈부에 의해 획득되는 피검체의 이미지를 말하는 개념이다.In the present invention, the term equal magnification image is not limited to the fact that an image having the same size as that of the subject is output to the display screen, but is not limited to that of the subject obtained by the first lens unit having the lowest magnification. The concept of saying an image.
여기서, 상기 제2 렌즈부(232)는 상기 회전유닛의 회전축(234)으로부터 반경방향으로 상기 제1 렌즈부(231)와 동일한 위치에 구비되어 있기 때문에 제2 렌즈 부(232)를 통해 집광되어 상기 광센서(240)에서 검출된 상기 부분확대이미지(I210)는 상기 등배이미지(I200)의 일부분(I200a), 예를 들면 상기 피검체의 중앙부위에 대한 확대이미지로 구현된다.The
이 때, 상기 제2렌즈부(232)를 상기 회전유닛의 회전축(234)으로부터 반경방향으로 상기 제1 렌즈부(231)와 다른 위치를 갖도록 구비할 경우, 상기 제2 렌즈부(232)를 통해 집광되어 상기 광센서(240)에서 검출되는 부분확대이미지는 상기 등배이미지(I200)의 중앙부위가 아닌 다른 부위의 일부분에 대한 확대이미지로 구현될 수도 있다.In this case, when the
따라서, 본 발명에 따른 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치에 의하면, 등배이미지(I200)와 함께 부분확대이미지(I210)을 취득할 수 있어 시술 및 진단의 효율성을 높일 수 있다.Accordingly, according to the X-ray detector and the X-ray imaging apparatus including the same, the partial enlarged image (I210) can be obtained together with the equal magnification image (I200), thereby improving the efficiency of the procedure and diagnosis.
본 발명에 따른 엑스선 검출기에 적용되는 광센서(240)는 가시광선에 포함된 피검체(P) 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환함으로써 상기 피검체(P) 상에 대한 영상을 구현하는 이미지센서와 같은 부품이며, 본 실시예에서는 이미지센서의 일종인 CCD(Charge Coupled device)를 개시한다. The
특히, 본 발명에 따른 광센서(240)는 EMCCD(Electron Multiplying Charge Coupled device)로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 EMCCD는 가시광선에 포함된 노이즈광은 배제시키고 포토광을 증폭하는 특성을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 엑스선 검출기(200)를 포함하는 엑스선 촬영장치에 의하면 엑스선 발생기(100)에서 피검체(P)로 조사되는 엑스선의 조사량을 적게하면서도 상기 EMCCD의 특성으로 인 해 상기 광센서(240)에서 원활하고 선명한 영상 검출이 가능하며, 상기 피검체(P)에 엑스선이 가해져 피검체(P)에 발생되는 해로운 점을 최소화할 수 있는 이점이 있다.In particular, the
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엑스선 검출기는 상기 회전유닛 대신 광센서(340)를 왕복이동방식으로 상기 렌즈들 중 어느 하나, 예를 들면 상기 제1렌즈부(331)와 제2렌즈부(332)와 정렬시키는 왕복이동유닛에 의해 선형이동되도록 구성될 수도 있다.On the other hand, as shown in Figure 5, the X-ray detector according to the present invention is one of the lenses, for example, the
즉, 상기 제1렌즈부(331)와 상기 제2렌즈부(332)은 고정된 위치에 제공되고, 상기 왕복이동유닛에 의해 상기 광센서(340)를 상기 제1렌즈부(331) 또는 상기 제2렌즈부(332) 상에 선택적으로 위치시킴에 따라 고배율의 부분확대이미지 또는 저배율의 축소이미지를 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 광센서(340)에서 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율을 갖는 이미지를 검출하거나 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율을 갖는 부분이미지를 검출하도록 할 수도 있다.That is, the
보다 상세하게, 전술한 바와 같이, 상기 제1 렌즈부(331)는 광변환유닛(320)을 통해 변환된 가시광선을 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율로 집광하고, 상기 제2 렌즈부(332)는 상기 광변환유닛(320)을 통해 변환된 가시광선을 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율로 집광하며, 이 때 상기 제1 렌즈부(331)는 입사되는 가시광선을 동일한 배율로 출사하는 등배렌즈로 구성될 수 있으며, 상기 제2 렌즈부(332)는 입사되는 가시광선을 상기 등배렌즈의 배율보다 높은 배율로 출사하는 확대렌즈로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 렌즈부(331)와 상기 제2 렌즈부(332)는 고정플 레이트(333)에 의해 위치가 고정되도록 설치될 수 있다.More specifically, as described above, the
그리고, 상기 왕복이동유닛은 상기 제1 렌즈부(331)와 상기 제2 렌즈부(332)의 설치방향을 따라 축방향을 갖는 고정축(347)과, 상기 광센서(340)가 설치되고 상기 고정축(347) 상에 왕복이동이 가능하도록 구비되는 왕복이동부(345)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 상기 왕복이동부(345)는 상기 고정축(347) 상에서 왕복이동이 가능함과 아울러 상기 광센서(340)가 전기적으로 실장될 수 있는 일종의 회로보드(circuit board)로 이루어질 수 있다.The reciprocating unit may include a fixed
또한, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 왕복이동부(345)를 왕복이동시키기 위해서는 다양한 구동수단이 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 왕복이동부(345)의 일측에 랙을 형성하고 상기 왕복이동부(345)의 외측에 상기 랙기어와 대응되는 피니언을 구비하여 상기 피니언의 정역회전에 의해 상기 왕복이동부(345)를 왕복이동시킬 수도 있으며, 이외에 벨트와 모터를 이용한 구동전달장치 및 전자기력 또는 유압을 이용한 엑츄에이터와 같은 다양한 구동수단을 통해 상기 왕복이동부(345)를 왕복이동시킬 수 있다.In addition, although not shown in detail, various driving means may be applied to reciprocate the reciprocating
그러므로, 상기 왕복이동유닛을 통해 상기 광센서(240)를 상기 제1 렌즈부(331) 또는 상기 제2 렌즈부(332) 상에 선택적으로 위치시킴에 따라 상기 광센서(240)에서 상기 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율을 갖는 이미지를 검출하거나 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율의 이미지를 선택적으로 검출할 수 있다.Therefore, as the
즉, 도 6에서와 같이, 상기 왕복이동유닛을 통해 상기 광센서(340)를 상기 제1 렌즈부(331) 상에 위치시켜 촬영하는 경우 상기 피검체(P) 상과 동일한 배율을 갖는 등배이미지(I300)를 취득할 수 있으며, 상기 왕복이동유닛을 통해 상기 광센서(340)를 상기 제2 렌즈부(332) 상에 위치시켜 촬영하는 경우 상기 피검체(P) 상보다 확대된 배율을 부분확대이미지(I310)를 취득할 수도 있다.That is, as shown in FIG. 6, when the
여기서, 상기 제1렌즈부(331)는 광중심축이 대략 상기 광변환유닛(320)의 중심과 일치되도록 설치되며, 이에 따라 상기 제1렌즈부(331)를 통해 집광되어 상기 광센서(340)에서 검출된 상기 등배이미지(I300)는 상기 피검체(P) 상과 대응되는 이미지로 된다.Here, the
그리고, 상기 제2렌즈부(332)는 상기 왕복이동유닛의 고정축(347)의 축방향을 따라 상기 제1렌즈부(331)로부터 이격되어 설치되며, 이에 따라 상기 제2 렌즈부(332)를 통해 집광되어 상기 광센서(340)에서 검출된 상기 부분확대이미지(I310)는 상기 등배이미지(I300)의 일부분(I300a) 즉 중앙부위에서 편심된 부위에 대한 확대이미지로 구현된다.The
이 때, 상기 부분확대이미지(I310)는 상기 제2렌즈부(332)의 설치 위치에 따라 상기 등배이미지(I300)의 중앙부위를 기준으로 등배이미지(I300)에서 일정방향으로 편심된 부위에 대한 부분확대이미지로 구현될 수도 있다. 즉, 상기 제2 렌즈부(332)가 상기 왕복이동유닛의 고정축(347)의 축방향을 따라 상기 광변환유닛(320)과 가까운 쪽에 설치될 경우에는 상기 등배이미지(I300)의 하부부위에 대한 확대이미지를 취득할 수 있으며, 상기 광변환유닛(320)과 먼 쪽에 설치될 경우에는 상기 등배이미지(I300)의 상부부위에 대한 확대이미지를 취득할 수도 있다.In this case, the partial enlarged image I310 is for a portion eccentrically oriented in the equal magnification image I300 based on the central portion of the equal magnification image I300 according to the installation position of the
물론, 상기 제2렌즈부(332) 및 상기 왕복이동유닛의 구조변경에 의한 상기 광센서(340)의 왕복이동방향을 변경함으로써 상기 제2 렌즈부(332)에 의해 집광되어 상기 광센서(340)에서 검출되는 부분확대이미지가 상기 제1렌즈부(331)에 의한 등배이미지(I300)의 중앙부위를 기준으로 좌,우측부위에 대한 확대이미지로 구현되도록 할 수도 있다.Of course, by changing the reciprocating movement direction of the
그리고, 상기와 같이 취득된 등배이미지(I300)와 상기 부분확대이미지(I310)는 별도로 각각 별도로 출력되어 필요에 따라 디스플레이 화면에 동시에 또는 순차적으로 출력될 수도 있다. 이에 따라 상기 피검체의 전체이미지 또는 피검체의 일부에 대한 부분확대이미지(I310)가 취득될 수 있어 시술 및 진단에 효율성을 높일 수 있다.The equal magnification image I300 and the partial magnified image I310 obtained as described above may be separately output separately and simultaneously or sequentially displayed on the display screen as necessary. Accordingly, a partial enlarged image (I310) of the whole image or a part of the subject may be acquired, thereby improving efficiency in the procedure and diagnosis.
한편, 도 7은 도 1의 엑스선 검출기의 제3실시예를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 본 실시예에 따른 엑스선 검출기는 렌즈유닛으로 줌렌즈를 적용한 것이다.7 is a perspective view schematically illustrating a third embodiment of the X-ray detector of FIG. 1. The X-ray detector according to the present embodiment applies a zoom lens as a lens unit.
즉, 본 실시예에 따른 엑스선 검출기의 렌즈유닛(430)은 초점거리를 선택적으로 조절하여 피사체 상과 동일한 배율 또는 확대된 배율로 집광하는 줌렌즈로 구성되며, 이외에 광변환유닛(420)과 광센서(440)는 상기 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 물론, 본 실시예에 따른 엑스선 검출기 역시 상기 제1실시예와 마찬가지로 반사미러(450)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 반사미러(450)도 상기 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.That is, the
본 실시예의 렌즈유닛(430)에 적용되는 줌렌즈는 초점이나 조리개값이 변하지 않은 채로 초점거리를 연속해서 바꿀 수 있는 렌즈로서, 1개의 렌즈 경통으로 초점거리를 다양하게 바꿔서 찍을 수 있도록 여러 개의 렌즈가 하나의 세트로 구성, 설계되어 있다.The zoom lens applied to the
따라서, 본 실시예에 의하면, 상기 줌렌즈의 배율을 선택적으로 조절하여 상기 광센서(440)에서 피검체 상과 동일한 배율을 갖는 이미지를 검출하도록 하거나 상기 피검체 상보다 확대된 배율을 갖는 이미지를 검출하도록 할 수 있다. 즉 본 실시예에 있어서 상기 줌렌즈의 배율을 선택적으로 조절하여 상기 광센서(440)에 의해 획득되는 이미지의 영역 및 확대/축소율이 달라지게 된다.Therefore, according to the present exemplary embodiment, the magnification of the zoom lens is selectively adjusted to allow the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms in addition to the above-described embodiments without departing from the spirit or scope thereof has ordinary skill in the art. It is obvious to them.
그러므로, 상술된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and thus, the invention is not limited to the above description, but may vary within the scope of the appended claims and their equivalents.
도 1은 본 발명에 따른 엑스선 검출기 및 이를 포함하는 엑스선 촬영장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing an X-ray detector and an X-ray imaging apparatus including the same according to the present invention.
도 2는 도 1의 엑스선 검출기의 제1실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a first embodiment of the X-ray detector of FIG. 1.
도 3은 도 2의 측면도이다.3 is a side view of FIG. 2.
도 4는 도 2의 엑스선 검출기의 제1실시예를 통하여 취득된 등배이미지와 부분확대이미지를 도식화한 도면이다.4 is a diagram illustrating an equal magnification image and a partial enlarged image acquired through the first embodiment of the X-ray detector of FIG. 2.
도 5는 본 발명에 따른 엑스선 검출기의 제2실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view schematically showing a second embodiment of the X-ray detector according to the present invention.
도 6은 도 5의 엑스선 검출기를 통하여 취득된 등배이미지와 부분확대이미지를 도식화한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an equal magnification image and a partial enlarged image acquired through the X-ray detector of FIG. 5.
도 7은 도 1의 엑스선 검출기의 제3실시예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view schematically illustrating a third embodiment of the X-ray detector of FIG. 1.
* 도면의 주요부호에 대한 설명 *Explanation of the main symbols in the drawings
100: 엑스선 발생장치 200: 엑스선 검출장치100: X-ray generator 200: X-ray detector
210: 하우징 220: 광변환유닛210: housing 220: light conversion unit
230: 렌즈유닛 240: 광센서230: lens unit 240: light sensor
250: 반사미러 P: 피검체250: reflection mirror P: subject
I200: 등배이미지 I210: 부분확대이미지I200: equal magnification image I210: partially enlarged image
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