KR20110077997A - A large area x-ray detector and dental x-ray imaging apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 대면적 엑스선(X-ray) 검출장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학모듈의 브라우닝(browning) 피해를 최소화할 수 있고, 반사경의 브라우닝 현상 발생시 간편하게 반사경을 교체할 수 있는 대면적 엑스선 검출장치 및 이와 같은 하나의 대면적 엑스선 검출장치를 이용하여 파노라마 영상, CT 영상 및 두부계측 영상을 모두 획득할 수 있고 더욱이 동영상 촬영이 가능한 엑스선 촬영 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a large-area X-ray detection apparatus having a browning damage reduction structure and an X-ray imaging apparatus using the same, and more particularly, it is possible to minimize the browning damage of the optical module, the browning of the reflector X-ray imaging system that can acquire both panoramic image, CT image and head measurement image by using large-area X-ray detection device that can easily change the reflector when one occurs and such a large-area X-ray detection device It is about.
치과 진료 분야에서, CT(Computerized Tomography) 엑스선 촬영 시스템은 일정한 양의 엑스선을 촬영하고자 하는 치열 부위에 투과시키고, 엑스선 검출기가 투과한 엑스선의 양을 측정하여 그 측정된 데이터를 메모리에 기록하고, 컴퓨터에 의해 촬영부위의 각 점의 엑스선 흡수율을 구해 이것을 영상으로 재구성하는 촬영 시스템이다.In the field of dental care, computerized tomography (CT) X-ray imaging system transmits a certain amount of X-rays to the area to be photographed, measures the amount of X-rays transmitted by the X-ray detector, records the measured data in memory, and It is a photographing system that obtains the X-ray absorptivity of each point of the photographing site by reconstructing it into an image.
파노라마 엑스선 촬영 시스템은 치열궁의 형태에 맞게 필요한 궤적을 따라 회전하면서 단층 촬영을 하는 촬영 시스템이며, 두부계측 엑스선 촬영 시스템은 교정치료나 악 교정수술에 주로 사용하는 환자 두부 촬영 시스템이다.The panoramic X-ray imaging system is a tomography system that rotates along the required trajectory according to the shape of the arch form, and the head measurement X-ray imaging system is a patient head imaging system mainly used for orthodontic treatment and orthodontic surgery.
이러한 CT 엑스선 촬영 시스템, 파노라마 엑스선 촬영 시스템 및 두부계측 엑스선 촬영 시스템은 각각 CT 영상, 파노라마 영상 및 두부계측 영상을 얻어낼 수 있다.The CT X-ray imaging system, the panoramic X-ray imaging system, and the head measurement X-ray imaging system may obtain a CT image, a panoramic image, and a head measurement image, respectively.
하지만, 치료목적에 따라 CT 영상, 파노라마 영상 및 두부계측 영상을 한꺼번에 얻어내고자 하는 경우에는 CT, 파노라마, 두부계측용 각각에 필요한 별도의 엑스선 촬영 시스템을 이용하여 필요한 영상을 각각 촬영하여 얻어내야 하는 번거로움이 있었다.However, in case of acquiring CT image, panoramic image and head measurement image at the same time according to the purpose of treatment, it is troublesome to take each necessary image by using separate X-ray system for CT, panorama and head measurement. There was a feeling.
이러한 불편함을 해소하기 위하여 CT 영상, 파노라마 영상 또는 두부계측 영상을 하나의 장치에서 얻어낼 수 있는 치과용 엑스선 촬영 시스템이 제안되었다.In order to alleviate this inconvenience, a dental X-ray imaging system capable of acquiring CT images, panoramic images or head measurement images in one device has been proposed.
하지만, 종래의 치과용 엑스선 촬영 시스템은 CT 촬영의 경우 에어리어(area) 센서를 이용하였고, 파노라마 촬영 또는 두부계측 촬영의 경우 라인 스캔 센서를 이용하기 때문에 하나의 엑스선 검출장치로 CT 촬영, 파노라마 촬영 또는 두부계측 촬영을 겸할 수 없었다.However, since the conventional dental X-ray imaging system uses an area sensor for CT imaging, and a line scan sensor for panoramic imaging or head measurement imaging, a single X-ray detection apparatus uses CT imaging, panoramic imaging, or I couldn't take a head measurement.
이와 같은 문제점을 개선하기 위해 최근에는 TFT(Thin Film Transistor)를 이용한 대면적 엑스선 검출장치가 제안되었다. 통상 대면적의 엑스선 검출장치를 구현하기 위해서는 TFT를 이용하는 것이 가장 좋은 것으로 알려져 있다.In order to improve such a problem, a large area X-ray detection apparatus using a thin film transistor (TFT) has recently been proposed. In general, it is known that TFT is best used to implement a large area X-ray detection apparatus.
하지만, 이와 같은 TFT를 이용한 대면적 엑스선 검출장치는 TFT 이미지 센서 의 가격이 매우 비싸 고가이기 때문에 장비 구입에 따른 경제적 부담이 크고, 장비의 고장이 발생하면 수리에 많은 비용이 발생되며, 고가의 수리 비용 부담에 따라 장시간 진료 공백이 발생할 수 있는 단점이 있다.However, such a large area X-ray detection apparatus using TFT has a high economical cost due to the high price of TFT image sensor and expensive equipment purchase. There is a disadvantage that long-term care gap may occur depending on the cost burden.
한편, 대면적 엑스선 검출장치를 구현하는 다른 방식으로는 광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용한 엑스선 검출장치가 있다(PCT 공개번호 WO 2008/061564 A1 참조).Meanwhile, another method of implementing a large-area X-ray detecting apparatus is an X-ray detecting apparatus using an optical module and a CCD type image sensor (see PCT Publication No. WO 2008/061564 A1).
광학 모듈과 CCD 타입의 이미지 센서를 이용한 엑스선 검출장치는 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체와, 상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주는 반사경과, 상기 반사경에서 유도되는 가시광선을 결상하는 광학모듈과, 상기 광학모듈에 의해 결상된 상(像)을 전기 신호로 변환하여 이미지를 형성화하는 CCD 타입 이미지 센서와, 상기 형광체, 반사경, 및 광학모듈이 하나의 몸체로 고정될 수 있도록 고정수단을 제공하는 프레임을 포함한다.An X-ray detection apparatus using an optical module and a CCD type image sensor includes a phosphor for converting X-rays into visible light, a reflector for changing the direction of visible light converted by the phosphor, and an optical image for forming visible light induced by the reflector. A CCD type image sensor for converting an image formed by the module, the image formed by the optical module into an electrical signal to form an image, and fixing means for fixing the phosphor, the reflector, and the optical module to one body. It includes a frame to provide.
하지만, 이와 같은 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, 반사경과 광학 모듈이 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 반사경이나 광학모듈이 변색되는 손상을 입을 가능성이 크다는 단점이 있다.However, the X-ray detecting apparatus using the conventional optical module and the CCD type image sensor has an F number (a unit for displaying the brightness of the lens) by dividing the focal length of the lens by the aperture of the lens according to the adoption of the optical module and the image sensor. Compared to the characteristic that the optical path has to be taken long to secure the value), only one reflector is adopted, which increases the volume and weight of the entire X-ray detector. In addition, the X-ray detection apparatus using a conventional optical module and an image sensor of the CCD type, the reflector and the optical module is composed of a glass, when the irradiation of the radiation to the glass for a long time, the glass containing sodium turns the color of the glass brown The glass containing cobalt has a disadvantage in that the reflector or the optical module is more likely to be damaged due to a browning phenomenon in which the color of the glass changes to purple.
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.Generally, the coloring of the glass, known as the browning phenomenon, is caused by the metals contained in the glass. Ordinary metals are colorless while they are included in the glass structure as cations, but when high energy such as X-rays are applied, they are reduced to ions and discolored by aggregation into metal colloids. Although most of the X-rays pass through the reflector and disappear, some of them may be reflected together with visible light and irradiated directly to the optical module. Thus, when the optical module is exposed to X-rays for a long time, browning may occur.
또한 종래의 광학 모듈과 이미지 센서를 이용하여 이미지를 형상화하는 엑스선 검출장치는 반사경이 프레임의 내부 바닥에 반사경을 올려놓는 형태로 설치된다. 이 때문에 정밀한 광학적 성능을 요구하는 엑스선 검출장치에서는 반사경의 두께 편차로 인하여 색수차 또는 구면수차와 같은 광학수차가 발생할 가능성이 높다.In addition, the X-ray detection apparatus for shaping an image using a conventional optical module and an image sensor is installed in a form in which a reflector places a reflector on an inner bottom of the frame. For this reason, in the X-ray detection apparatus requiring precise optical performance, optical aberration such as chromatic aberration or spherical aberration is likely to occur due to the thickness variation of the reflector.
또한 종래의 엑스선 검출장치는 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 가능성이 있다.In addition, when the reflector is exposed to X-ray for a long time and the browning phenomenon occurs or the other function is lost, the conventional X-ray detecting apparatus needs to replace the whole device or newly adjust the optical alignment to replace only the reflector. It can be costly and time consuming.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 반사경과 광학 모듈 및 작은 사이즈의 CMOS 또는 CCD 이미지 센서를 이용해 저가로 제조 가능하면서도 광학모듈의 브라우닝(browning) 피해를 최소화할 수 있고, 반사경의 브라우닝 현상 발생시 간편하게 반사경을 교체할 수 있는 저가의 대면적 엑스선 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the present invention can be manufactured at low cost by using a reflector and an optical module and a small size CMOS or CCD image sensor while avoiding browning damage of the optical module It is an object of the present invention to provide a low-cost large-area X-ray detection device that can be minimized and that the reflector can be easily replaced when a reflector browning occurs.
또한, 본 발명은 상기와 같은 저가의 대면적 엑스선 검출장치 하나를 이용하여 파노라마 영상, CT 영상 및 두부계측 영상을 모두 획득할 수 있고, 더욱이 동영상 촬영이 가능한 엑스선 촬영 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an X-ray imaging system capable of acquiring a panoramic image, a CT image, and a head measurement image using a single low-cost, large-area X-ray detector as described above, and further capable of capturing video. .
본 발명의 또 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.Further objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대면적 엑스선 검출장치는, 프레임; 상기 프레임의 일측에 부착되어 엑스선을 가시광선으로 변환하는 형광체; 상기 형광체에 의해 변환된 가시광선의 방향을 바꿔주기 위해, 상기 형광체와 일정거리 떨어진 대향 위치의 상기 프레임에 외부에서 탈부착 가능하게 설치되되, 상기 형광체의 평행한 면에 대해 제1 각도만큼 기울어지도록 설치되는 제1 반사경; 상기 제1 반사경보다 작은 사이즈를 가지며, 상기 제1 반사경에 의해 반사되는 가시광선 을 광학모듈로 유도하기 위해, 상기 광학모듈과 대향되는 위치의 상기 프레임에 외부에서 탈부착 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.In order to achieve the above object, a large area X-ray detecting apparatus according to the present invention includes a frame; A phosphor attached to one side of the frame to convert X-rays into visible light; In order to change the direction of the visible light converted by the phosphor, it is installed detachably from the outside in the frame of the opposite position away from the phosphor, inclined by a first angle with respect to the parallel plane of the phosphor A first reflector; In order to guide the visible light reflected by the first reflector to the optical module having a smaller size than the first reflector, it is detachably installed from the outside of the frame at a position opposite to the optical module. A second reflector installed to be inclined by a second angle with respect to the vertical surface; The optical module to form visible light reflected by the second reflector; And an image sensor converting an image formed by the optical module into an electrical signal to shape an image.
바람직하게는, 상기 형광체는 가로 세로의 길이가 적어도 6인치 이상이다.Preferably, the phosphor is at least 6 inches long.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 반사경은 반사면이 평면으로 형성된다.Preferably, the first and second reflecting mirrors have a reflecting surface formed in a plane.
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.Preferably, the first angle and the second angle have different values, and the first and second reflectors are installed such that the sum of the first angle and the second angle is 45 degrees.
바람직하게는, 본 발명은 상기 프레임의 외측에 설치된 상기 제1 및 제2 반사경을 고정하기 위한 상기 제1 및 제2 반사경을 덮는 덮개를 더 포함한다.Preferably, the present invention further includes a cover covering the first and second reflectors for fixing the first and second reflectors installed on the outside of the frame.
또한, 본 발명에 따른 대면적 엑스선 검출장치를 이용한 치과용 엑스선 촬영장치는, 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기; 형광체를 이용해 상기 엑스선 발생기에 의해 발생되어 피검사체를 투과한 엑스선을 가시광선으로 변환하고, 상기 변환된 가시광선을 적어도 2개의 반사경을 이용해 광 경로를 변환한 후, 광학 모듈과 이미지 센서(CCD 또는 CMOS 이미지 센서)를 이용해 가시광선을 전기신호로 변환하여 이미지를 형상화하되, 상기 적어도 2개의 반사경은 프레임의 외측에서 탈부착 가능하게 설치되는 대면적 엑스선 검출기; 상기 대면적 엑스선 검출기와 상기 엑스선 발생기가 서로 대향하도록 배치하는 회전암; 및 상기 회전암을 구동시키는 회전 암 구동부를 포함하며, 상기 하나의 대면적 엑스선 검출기에 의해 파노라마 영상, CT 영상 또는 두부계측 영상을 모두 획득할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the dental X-ray imaging apparatus using a large area X-ray detecting apparatus according to the present invention, the X-ray generator for generating X-rays; After converting the X-rays generated by the X-ray generator using a phosphor and transmitted through the subject to visible light, and converting the converted visible light using at least two reflectors, the optical module and the image sensor (CCD or CMOS image sensor to convert the visible light into an electrical signal to shape the image, wherein the at least two reflectors are large area X-ray detectors detachably installed outside the frame; A rotary arm disposed such that the large area X-ray detector and the X-ray generator face each other; And a rotating arm driving unit for driving the rotating arm, wherein the panoramic image, the CT image, or the head measurement image can be obtained by the single large area X-ray detector.
바람직하게는, 본 발명은 상기 엑스선 발생기(또는 상기 대면적 엑스선 검출기)가 상기 회전암과는 별도로 상기 엑스선 검출기(또는 상기 엑스선 발생기)와 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 수평구동되어 확대율을 조절할 수 있도록 하기 위한 구동수단을 더 포함한다.Preferably, the present invention is such that the X-ray generator (or the large area X-ray detector) is horizontally driven in a direction closer to or farther from the X-ray detector (or the X-ray generator) apart from the rotating arm to adjust the magnification. It further comprises a drive means for.
바람직하게는, 상기 대면적 엑스선 검출기의 상기 이미지 센서는 고속으로 동영상 촬영이 가능한 이미지 센서이다.Preferably, the image sensor of the large area X-ray detector is an image sensor capable of capturing video at high speed.
본 발명에 따른 대면적 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.The large-area X-ray detection apparatus according to the present invention can significantly reduce the volume and weight while minimizing the browning damage of the optical module, and can easily replace the reflector when the browning phenomenon of the reflector occurs, thereby prolonging the life of the product and significantly reducing the repair cost. It is possible to minimize the occurrence of optical aberration due to the homogeneity of the reflector thickness.
또한 본 발명은 대면적 엑스선 검출장치가 반사경과 광학모듈 및 작은 사이즈의 CMOS 또는 CCD 타입의 이미지 센서를 이용해 구성됨으로써, TFT를 이용한 대면적 엑스선 검출장치에 비해 저가로 구현할 수 있고, 이와 같은 저가의 대면적 엑스선 검출장치 하나를 사용하여 파노라마 영상, CT 영상 및 두부계측 영상을 모두 획득할 수 있으며, 동영상 촬영이 가능한 CCD 또는 CMOS 타입의 이미지 센서를 이 용할 수 있어, 환자의 움직임까지도 X-ray를 이용해 동영상으로 촬영할 수 있다.In addition, the present invention is a large-area X-ray detection device is configured using a reflector, an optical module and a small size CMOS or CCD type image sensor, it can be implemented at a lower cost than the large-area X-ray detection device using a TFT, such a low cost A large area X-ray detector can be used to acquire panoramic images, CT images, and head measurement images, and a CCD or CMOS image sensor capable of capturing video can be used to produce X-rays even for patient movement. You can shoot with video.
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.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 본 발명에 따른 저가의 대면적 엑스선 검출장치 및 이를 이용한 치과용 엑스선 촬영 시스템의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a low-cost, large-area X-ray detection apparatus and a dental X-ray imaging system using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 치과용 엑스선 촬영 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view for explaining a dental x-ray imaging system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 치과용 엑스선 촬영 시스템(100)은 베이스(110), 지지기둥(120), 승강부재(130), 턱 지지부재(140), 회전암 지지부재(150), 엑스선 발생부(180)와 엑스선 검출장치(190)가 서로 대향하도록 배치되는 회전암(160) 및 회전암 구동수단(170)을 포함한다. 또한, 파노라마 모드, CT 모드, 두부계측 모드 중 어느 하나의 촬영 모드를 결정하고 각 구성 요소들을 제어하기 위한 제어 패널(도시되지 않음)과 제어장치(도시되지 않음)가 포함된다. 이와 같은 제어 패널 및 제 어장치의 구성 및 동작은 통상의 기술에 해당되어 여기서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 1, the dental
상기 베이스(110)는 상기 구성요소들이 설치된 지지기둥(120)을 지지하며, 상기 지지기둥(120)은 상기 베이스(110)의 일 측에 세워 설치된다. 여기서, 상기 지지기둥(120)에는 상기 승강부재(130)가 설치되고, 상기 승강부재(130)에는 제어모터(도시되지 않음) 등이 구비되어 있어, 상하로 이동할 수 있다. 따라서 피검사체인 환자의 키에 맞춰 적절하게 높이를 조절할 수 있다.The
상기 승강부재(130)의 하부에는 턱 지지부재(140)가 설치되며, 상기 턱 지지부재(140)는 환자의 턱이 위치하는 곳으로, 환자의 두부가 상기 엑스선 발생부(180) 및 엑스선 검출장치(190) 사이로 위치하게 하여준다. 또한, 상기 승강부재(130) 전면 상부에는 회전암 지지부재(150)가 거의 수직방향으로 연결되어 있으며, 상기 회전암 지지부재(150)는 상기 회전암 구동수단(170)에 의해 상기 회전암(160)을 지지한다. 여기서, 상기 회전암 구동수단(170)은 상기 회전암(160)을 상기 회전암 지지부재(150)가 상기 승강부재(130)에 연결되는 방향으로 구동(X축 구동)할 수 있도록 하고, X축 구동과 수직인 횡방향으로 구동(Y축 구동)할 수 있도록 하며, 중심축을 기준으로 회전구동할 수 있도록 한다.A
상기 회전암(160)은 그 일단에 엑스선 발생부(180)가 연결되어 있고, 타단에는 엑스선 검출장치(190)가 연결되어 있으며, 상기 엑스선 발생부(180)와 상기 엑스선 검출장치(190)는 서로 대향하도록 배치되어 있다.The
상기 엑스선 발생부(180)는 엑스선을 발생시켜 피검사체인 환자에게 투과시 킨다. 또한, 상기 회전암(160)과 엑스선 발생부(180)가 연결되는 부분에는 엑스선 발생부 구동수단(181)이 구비되어 있어 상기 엑스선 발생부(180)를 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 엑스선 발생부(180)는 상기 회전암(160)과는 별도로 상기 엑스선 검출장치(190)와 가까워지는 방향 또는 상기 엑스선 검출장치(190)와 멀어지는 방향으로 수평 구동될 수 있도록 한다.The
한편, 상기 엑스선 검출장치(190)과 상기 엑스선 발생부(180) 사이의 회전암에 콜리메이터(도시되지 않음)가 탈부착 가능하게 설치될 수 있다. 상기 콜리메이터는 상기 엑스선 발생부(180)에서 발생되어 상기 엑스선 검출장치(190)에 의해 검출되는 엑스선을 가이드, 즉 상기 엑스선 검출장치(190)의 일정 영역에만 상기 엑스선이 도달하도록 하는 역할을 수행한다.On the other hand, a collimator (not shown) may be detachably installed on the rotating arm between the
따라서, 상기 치과용 엑스선 촬영 시스템(100)은 상기 엑스선 발생부 구동수단(181)에 의해, 상기 엑스선 발생부(180)와 엑스선 검출장치(190) 사이의 거리를 가변하여 조절함으로써 파노라마 촬영, CT 촬영 또는 두부계측 촬영에 적절한 최적의 확대율을 적용하여 선명한 영상을 촬영할 수 있다. 여기서, 확대율이란 피검사체와 엑스선 발생부(180) 간의 거리 대 상기 엑스선 검출장치(190)와 엑스선 발생부(180) 간의 거리의 비를 의미한다.Accordingly, the dental
상기와 같이 상기 엑스선 발생부(180)와 상기 엑스선 검출장치(190)간의 촬영 모드에 따른 최적의 확대율을 조절하기 위한 구조에 대해 간락히 설명한다.As described above, the structure for adjusting the optimum magnification ratio according to the imaging mode between the
먼저, 제1 실시예로, 상기 엑스선 발생부(180)와 상기 엑스선 검출장치(190)간의 촬영 모드에 따른 최적의 확대율을 조절하기 위한 조절 제어기는 상기 회전 암(160)과 상기 엑스선 발생부(180) 사이에 구비되어 상기 엑스선 발생부(180)를 이동시켜 상기 엑스선 검출장치(190)와의 이격 거리를 조절할 수 있다. 다른 방법으로 상기 조절 제어기는 상기 회전암(160)과 상기 엑스선 검출장치(190) 사이에 구비되어 상기 엑스선 검출장치(190)를 이동시켜 상기 엑스선 발생부(180)와의 이격 거리를 조절할 수도 있다.First, in the first embodiment, the adjustment controller for adjusting the optimal magnification ratio according to the imaging mode between the
이때, 상기 조절 제어기는 모터(특히 리니터 모터) 또는 기어 등과 같은 구동부를 제어하여 상기 엑스선 발생부(180)와 상기 엑스선 검출장치(190) 사이의 이격 거리를 조절할 수 있다.In this case, the adjustment controller may control a driving unit such as a motor (especially a liner motor) or a gear to adjust a separation distance between the
다음 제2 실시예로, 상기 조절 제어기는 상기 회전암(160)의 일정 영역, 바람직하게는 상기 회전암 구동수단(170)을 중심으로 하는 회전암 중앙 영역에 회전암 단부 수용 공간을 구비하여 상기 회전암(160)의 양 단부 중 적어도 어느 하나 이상이 상기 회전암 단부 수용 공간 내부로 삽입 또는 인출되어 상기 엑스선 발생부(180)와 상기 엑스선 검출장치(190) 사이의 이격 거리를 조절할 수 있다.In the second embodiment, the adjustment controller is provided with a rotary arm end receiving space in a central portion of the
상기 엑스선 검출장치(190)는 엑스선을 받아들여 전기 신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 장치로서, 상기 엑스선 발생부(180)에서 발생되어 피검사체인 환자를 투과한 엑스선을 검출하여 영상을 획득한 후, 획득된 영상을 외부로 전송한다. 상기 엑스선 검출장치(190)는 엑스선 검출장치의 구동수단(191)에 의해 이동될 수 있다. 또한, 상기 엑스선 검출장치(190)는 장착부재(192)에 탈착 가능하게 결합되어, 상기 엑스선 검출장치에 문제가 발생될 경우, 수리 및 교체 작업을 위해 분리될 수 있도록 한다.The
상기 엑스선 검출장치 구동수단(191)은 상기 회전암(160)과 엑스선 검출장치(190)가 연결되는 부분에 마련되어 있어, 상기 엑스선 검출장치(190)를 이동시킬 수 있는 수단으로 상기 엑스선 검출장치(190)를 상기 회전암(160)과는 별도로 상기 엑스선 발생부(180)와 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로 수평 구동할 수 있도록 한다.The X-ray detecting
따라서, 본 발명에 따른 치과용 엑스선 촬영 시스템(100)은 상기 엑스선 검출장치 구동수단(191)에 의해, 상기 엑스선 발생부(180)와 상기 엑스선 검출장치(190) 사이의 거리를 가변하여 조절함으로써 파노라마 촬영, CT 촬영 또는 두부계측 촬영에 적절한 최적의 확대율을 적용하여 선명한 영상을 촬영할 수 있다.Therefore, the dental
한편, 본 발명에 따른 엑스선 검출장치(190)는 외부에서 입사되는 엑스선을 가시광선으로 변환하고, 이 변환된 가시광선을 전기신호로 변환하여 이미지를 형상화하는 장치로 가로 및 세로의 길이가 각각 적어도 6인치 이상인 대면적을 갖는다. 바람직하게는 상기 대면적 엑스선 검출장치의 가로 및 세로의 길이는 6 내지 28 인치인 것이 좋다.Meanwhile, the
이와 같은 대면적 엑스선 검출장치는 통상의 CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 이용하여 제조될 수 있다.Such a large area X-ray detection apparatus may be manufactured using a conventional CCD or CMOS image sensor.
이하에서는 이와 같은 본 발명에 따른 저가의 대면적 엑스선 검출장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a low cost large area X-ray detecting apparatus according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 브라우닝 피해 저감 구조를 갖는 엑스선 검출장치의 구성 및 배치에 대한 일실시 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing an embodiment of the configuration and arrangement of the X-ray detection apparatus having a browning damage reduction structure according to the present invention.
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, 광학모듈(40)과, 이미지 센서(50)와 프레임(60)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the X-ray detection apparatus having the browning damage reduction structure according to the present invention includes a
상기 형광체(10)는 엑스선 발생기(도시되지 않음)로부터 조사된 엑스선을 가시광선으로 변환한다. 상기 형광체(10)는 통상 신틸레이터(scintillator) 패널이라고도 하며, 통상 알루미늄 기판과 CsI 형광물질로 구성된다. 이와 같은 형광체(10)의 구조 및 엑스선을 가시광선으로 변환하는 동작에 대해서는 기 공지된 기술로 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
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.The
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.By allowing the
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.The
상기 제2 반사경(30)은 상기 제1 반사경(20)에 의해 유도되는 가시광선을 상 기 광학모듈(40)로 표면 반사한다. 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.The
브라우닝 현상의 원인이 되는 엑스선은 상기 제1 반사경(20)에서 대부분 투과되지만 일부의 엑스선이 가시광선과 같이 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.Most of the X-rays that cause browning are transmitted through the
상기 광학모듈(40)은 다수의 렌즈 군(본 발명의 실시예에서는 8개의 렌즈)으로 이루어져 있으며, 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 수행한다.The
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 가시광선을 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.The
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 일체화한다.The
도 3은 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.3 is a view for explaining the structure so that the
도 3을 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.Referring to FIG. 3, a structure capable of attaching and detaching the
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, L자형의 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.Openings having substantially the same size as that of the first and second reflectors are formed at positions where the
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. Accordingly, the first reflecting
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.By allowing the reflectors to be coupled to the outside of the frame as described above, when the reflectors are exposed to X-rays for a long time and browning occurs or the function of each reflector is deteriorated due to other reasons, the cover is simply replaced. After removing only 601, the reflectors may be replaced.
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.Accordingly, as in the prior art, it is possible to solve problems such as the need to replace the entire X-ray detection apparatus for replacing the reflector or to newly adjust the optical alignment to replace only the reflector.
도 4는 본 발명에 따른 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)의 설치 각도를 설명하기 위한 엑스선 검출장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an X-ray detecting apparatus for explaining an installation angle of the
본 발명에 따른 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)의 설치 각도는 도 4에 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.As shown in FIG. 4, the installation angles of the
또한, 이와 같이 상기 제1 반사경(20)과 상기 제2 반사경(30)을 사용한 구성 은 반사경을 1개만 보유한 종래의 엑스선 검출장치에 비해 광 경로 공간을 중복하여 활용할 수 있으므로 부피와 무게를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the configuration using the
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동영상 촬영이 가능한 CMOS 타입의 이미지 센서를 나타낸 것으로, 이와 같은 이미지 센서의 구조는 기공지된 것이다.FIG. 5 is a view illustrating a CMOS type image sensor capable of capturing video according to an embodiment of the present invention. The structure of such an image sensor is known.
도 5에 도시된 이미지 센서는 Photo-PMOS PPS 이미지 센서의 단위 픽셀 구성을 도시한 회로도로서, 단위 화소는 1개의 Photo-PMOS, 2개의 NMOS(2-NMOS)로 이루어진 3-T(3개의 트랜지스터만 구성)구조이며, 이때, Photo-PMOS와 NMOS 사이에는 캐패시터가 형성되어 있는 구성이다.The image sensor shown in FIG. 5 is a circuit diagram showing the unit pixel configuration of the Photo-PMOS PPS image sensor, wherein the unit pixel is 3-T (three transistors) consisting of one Photo-PMOS and two NMOS (2-NMOS). Structure), in which a capacitor is formed between the Photo-PMOS and the NMOS.
씨모스 이미지 센서의 단위 픽셀(200)은 빛을 받아 그에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 광전변환용 Photo-PMOS(210), 2-NMOS는 원하는 값으로 캐패시터 내에 전하를 충전하고, 캐패시터를 리셋시키기 위한 리셋용NMOS(220)와 스위칭 역할로 어드레싱을 할 수 있도록 하는 셀렉트용NMOS(230) 및 리셋용NMOS와 광전변환용 Photo-PMOS부터 수신한 전하를 축적하기 위한 캐패시터(240)를 포함하는 구조이다.Photo-
이때, Photo-PMOS는 게이트와 웰(well)이 서로 플로팅되거나 타이(tie)된 구조이다. 이하 단위 픽셀의 광신호 전달과정을 설명하면 다음과 같다.In this case, the photo-PMOS is a structure in which the gate and the well are floated or tied to each other. Hereinafter, an optical signal transmission process of a unit pixel will be described.
먼저, 선택된 로우에서 병렬적으로 신호가 발생한다고 가정하면, VDD와 연결된 리셋용NMOS(220)는 턴-온되어 캐패시터(240)에 전하를 충전시키는 조건을 만들어 전하를 충전한다. 그 다음, 해당 로우 픽셀이 선택되기 전 리셋용NMOS(220)는 턴-오프되어 있고, 신호처리가 끝나면 캐패시터(240)에 전하를 다시 재충전한다.First, assuming that signals are generated in parallel in the selected row, the
다음, 전하 충전이 완료된 후, Photo-PMOS(210)가 빛을 수광하면 캐패시 터(240)에 충전된 전하가 광량에 따라 감소한다. 즉, 빛에 의한 광전변환 전자-정공쌍(EHP; electron hole pair) 반응으로 캐패시터에 충전된 전하가 Vss로 빠져나가게 되며, 충전된 전하가 Vss로 빠져나가는 양은 광량에 비례하게 된다.Next, after the charge charging is completed, when the Photo-
이후, 캐패시터(240) 내부에 광량에 의하여 소모되고(빠져나가고) 남은 전하의 양을 셀렉트용 NMOS(230)를 턴-온하여 출력하고, 이와 같이 출력된 값을 신호처리하여 이미지화한다. 출력된 값의 신호처리는 단위 픽셀(200)과 연결된 종래의 신호처리 회로를 적용하여 통상적인 방식으로 신호처리를 수행하여 이미지화한다.Thereafter, the amount of electric charge consumed (extracted) by the amount of light remaining inside the
이와 같은 CMOS 타입의 이미지 센서의 단위 픽셀은 광전변환이 빠르고 광전 효율이 좋은 플로팅 게이트 및 바디 구조의 Photo-PMOS를 포함하는 구성으로 인하여 저조도의 환경에서도 용이하게 이미지를 획득할 수 있으며, 이와 더불어 고속의 동영상 촬영이 가능하다.The unit pixel of the CMOS-type image sensor includes a floating gate and a photoelectric photovoltaic body having a high photoelectric efficiency and a high-efficiency photoelectric structure. Thus, an image pixel can be easily acquired even in a low-light environment. Video shooting is possible.
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.In the above description of the embodiments of the present invention, the
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. In addition, in the above-described preferred embodiment of the present invention, the
따라서 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Therefore, the present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 치과용 엑스선 촬영 시스템의 개략적인 구조를 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a schematic structure of a dental x-ray imaging system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 대면적 엑스선 검출장치의 일 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도,2 is a schematic view showing an embodiment of a large-area X-ray detection apparatus according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 반사경들의 설치 구조를 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining the installation structure of the reflector according to the invention,
도 4는 본 발명의 따른 제1 반사경과 제2 반사경의 설치 각도를 설명하기 위한 대면적 엑스선 검출장치의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a large-area X-ray detection apparatus for explaining the installation angle of the first reflector and the second reflector according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10: 형광체 20: 제1반사경10: phosphor 20: first reflecting mirror
30: 제2반사경 40: 광학모듈30: second reflecting mirror 40: optical module
50: 이미지 센서 60: 프레임50: image sensor 60: frame
Claims (16)
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|---|---|---|---|
| KR1020090134701A KR20110077997A (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | A large area x-ray detector and dental x-ray imaging apparatus using the same |
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| KR1020090134701A KR20110077997A (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | A large area x-ray detector and dental x-ray imaging apparatus using the same |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107874778A (en) * | 2017-11-30 | 2018-04-06 | 慧友安控电子（深圳）有限公司 | Self-positioning tooth computer tomography method and device |
| KR20240039262A (en) | 2022-09-19 | 2024-03-26 | 주식회사 디알텍 | Radiation detector and apparatus for radiography having the same |
-
2009
- 2009-12-30 KR KR1020090134701A patent/KR20110077997A/en not_active Application Discontinuation
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