Development of the Imaging Optical System for the 545 nm Fluorescent Plate of X-ray

X선용 545 nm 형광판 결상광학계 개발

To develop an imaging optical system for the 545 nm fluorescent plate of X-ray. Methods: We designed and manufactured a new imaging optical system for the 545 nm fluorescent plate of X-ray by Sigma 2000 program after deciding the design comparison standards referred to Canon CX2-70 model. Results: The characteristics of the new imaging optical system for the 545 nm fluorescent plate of X-ray have the magnification of -0.225x, the image field size of $90mm{\times}90mm$, and the 0.033 mm resolution line width at the 30% MTF value criterion. These mean that the new model has a capability of deciphering for the more large screen and the resolution of deciphering is superior to that of Canon CX2-70 model. Also the image side NA (-0.196) of the new model is about $\sqrt{2}$ times than that (-0.139) of CX2-70 and the object side NA (0.044) of the new model is about 2 times than that (0.022) of CX2-70. These mean that the sensitivity of the film in the new design model is able to be increased to about 4 times and there is the possibility of reducing the bombed time of X-ray to 1/4 times. Conclusions: We could design and manufacture the imaging optical system for the 545 nm fluorescent plate of X-ray having the possibility of reducing the bombed time of X-ray to 1/4 times in comparision to Canon CX2-70 model, the characteristics of which have the image field size of $90mm{\times}90mm$ and the MTF of 30% or more at 15 lines/mm criterion.

목적: X선용 545 nm 형광판을 위한 결상광학계 개발. 방법: 캐논(Canon)사 CX2-70 모델을 참조하여 설계 기준을 정한 다음 Sigma 2000 광학 설계 프로그램으로 X선용 545 nm 형광판을 위한 결상광학계를 설계 제작하였다. 결과: 새로 설계 제작되어진 X선용 545 nm 형광판 결상광학계의 배율은 -0.225배이고, 이미지 크기는 90 mm${\times}$90 mm이며, 분해선폭은 30% MTF 값 기준으로 0.033 mm인 특성을 보여준다. 이는 캐논 CX2-70 모델보다 큰 화면으로 판독을 할 수 있고, 판독의 분해능도 우수함을 의미한다. 또한 이미지 측 NA값이 -0.196으로 캐논 CX2-70 모 델 -0.139보다 약$\sqrt{2}$배 크게 하였고, 물체 측 NA값도 0.044로 캐논 CX2-70 모델 0.022보다 약 2배 크게 하였다. 이는 필름의 감도를 4배 증가 시킬 수 있는 것을 의미하며 X선의 피폭시간을 1/4로 줄일 수 있음을 뜻한다. 결론: 이미지 크기가 90 mm${\times}$90 mm이고, 15 lines/mm에서 MTF 30% 이상인 특성을 가지며, 캐논 CX2-70 모델에 비해 X선 피폭시간을 1/4로 줄일 수 있는 새로운 X선용 545 nm 형광판 결상광학계를 설계 제작하였다.