KR101662692B1

KR101662692B1 - 엑스레이촬영시스템 및 그 이동 방법

Info

Publication number: KR101662692B1
Application number: KR1020130161263A
Authority: KR
Inventors: 양수상; 한우섭; 황현웅
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2016-10-05
Also published as: KR20140019273A

Abstract

작은 힘으로 이동 가능한 엑스레이촬영시스템을 개시한다. 엑스레이촬영시스템은 이동이 가능하도록 배치되는 촬영장치;와 상기 촬영장치에 작용하는 외부의 힘과 토크 중 적어도 하나를 측정하도록 마련되는 측정장치;와 상기 측정장치에 의하여 측정되는 힘과 토크 중 적어도 하나의 방향 및 크기에 상응하여 상기 촬영장치를 직선 또는 회전 이동시키도록 마련되는 구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엑스레이촬영시스템 및 그 이동 방법 {RADIOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD FOR MOVING THE SAME}

본 발명은 엑스레이촬영시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작은 힘으로 이동 가능한 엑스레이촬영시스템과 그 이동 방법에 관한 것이다.

엑스레이촬영시스템은 엑스레이(X-RAY)를 이용하여 인체 내부의 영상을 얻는 기기이다. 엑스레이촬영시스템은 외관으로 확인할 수 없는 인체 내부의 상해 또는 질병 등의 검사에 이용된다. 엑스레이촬영시스템은 인체의 두부, 흉부 등의 촬영 부위에 엑스레이를 조사하고 투과되는 엑스레이를 검출하는 방법으로 인체 내부의 영상을 얻을 수 있다.

엑스레이촬영시스템은 촬영 부위에 엑스레이를 조사하는 엑스레이튜브(X-RAY TUBE)를 구비한다. 엑스레이튜브는 다양한 인체의 부위를 검사할 수 있도록 이동 가능하게 마련된다.

일반적으로 천장형 엑스레이촬영시스템은 검사실의 천장에 설치되는 하나 이상의 가이드레일과 가이드레일에 절첩 가능하게 연결되는 포스트프레임을 구비한다. 그리고, 엑스레이튜브는 포스트프레임의 하단에 회전 가능하게 설치된다.

최근에는 천장형 엑스레이촬영시스템의 이동축에 액추에이터(actuator)를 설치하고 사용자가 원하는 위치를 입력하면, 엑스레이튜브가 입력된 위치로 자동으로 이동하는 자동 이동모드가 구현되어 있다.

또한, 엑스레이촬영시스템은 사용자가 수동으로 엑스레이튜브를 이동시킬 수 있는 수동 이동모드를 지원할 수 있다. 수동 이동모드를 위하여 수동조작스위치가 엑스레이튜브 주위에 마련될 수 있는데, 사용자는 수동조작스위치를 이용하여 자동 이동모드에서 수동 이동모드로 전환한 후 엑스레이튜브를 수동으로 이동시킬 수 있다.

엑스레이튜브의 무게 및 엑스레이촬영시스템의 각 구동축에서의 마찰저항 등으로 인하여 수동 이동모드에서 엑스레이튜브를 이동시키려면 사용자는 큰 힘 또는 토크를 엑스레이튜브에 가하여야 한다. 따라서, 반복적으로 엑스레이튜브를 이동시킬 때 사용자는 육체적인 피로를 느낄 수 있다.

본 발명의 일 측면은 작은 힘으로 이동 가능한 엑스레이촬영시스템과 그 이동 방법을 개시한다.

본 발명의 사상에 따른 엑스레이촬영시스템은 이동이 가능하도록 배치되는 촬영장치;와 상기 촬영장치에 작용하는 외부의 힘과 토크 중 적어도 하나를 측정하도록 마련되는 측정장치;와 상기 측정장치에 의하여 측정되는 힘과 토크 중 적어도 하나의 방향 및 크기에 상응하여 상기 촬영장치를 이동시키도록 마련되는 구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

천장에 고정되어 제1방향으로 연장되는 제1가이드레일을 더 포함하고, 상기 촬영장치는 상기 제1가이드레일을 따라 상기 제1방향으로 이동 가능하고, 상기 측정장치는 상기 제1방향으로 상기 촬영장치에 작용하는 외부의 힘을 측정하도록 마련되는 제1포스센서(first force sensor)를 포함하고, 상기 구동장치는 상기 촬영장치를 상기 제1방향으로 이동시키도록 마련되는 제1구동장치를 포함할 수 있다.

상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 연장되고 상기 제1가이드레일과 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제2가이드레일을 더 포함하고, 상기 촬영장치는 상기 제2가이드레일을 따라 상기 제2방향으로 이동 가능하고, 상기 측정장치는 상기 제2방향으로 상기 촬영장치에 작용하는 외부의 힘을 측정하도록 마련되는 제2포스센서를 더 포함하고, 상기 구동장치는 상기 촬영장치를 상기 제2방향으로 이동시키도록 마련되는 제2구동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제1방향 및 상기 제2방향과 직교하는 제3방향으로 그 길이가 증가 또는 감소하도록 배치되는 포스트프레임을 더 포함하고, 상기 촬영장치는 상기 포스트프레임의 길이의 증가 또는 감소에 따라 상기 제3방향으로 이동 가능하고, 상기 측정장치는 상기 제3방향으로 상기 촬영장치에 작용하는 외부의 힘을 측정하도록 마련되는 제3포스센서를 더 포함하고, 상기 구동장치는 상기 촬영장치를 상기 제3방향으로 이동시키도록 마련되는 제3구동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제3포스센서는 상기 제3구동장치의 출력부 주위에 배치될 수 있다.

상기 제3방향과 평행한 축의 회전 방향으로 정의되는 제4방향으로 회전 가능하도록 마련되는 제1회전조인트를 더 포함하고, 상기 촬영장치는 제1회전조인트와 연결되어 상기 제4방향으로 회전 가능하고, 상기 측정장치는 상기 제4방향으로 상기 촬영장치에 작용하는 토크를 측정하도록 마련되는 제1토크센서(first torque sensor)를 더 포함하고, 상기 구동장치는 상기 촬영장치를 상기 제4방향으로 회전시키는 제4구동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제1방향과 평행한 축의 회전 방향으로 정의되는 제5방향으로 회전 가능하도록 마련되는 제2회전조인트를 더 포함하고, 상기 촬영장치는 제2회전조인트와 연결되어 상기 제5방향으로 회전 가능하고, 상기 측정장치는 상기 제5방향으로 상기 촬영장치에 작용하는 외부의 토크를 측정하도록 마련되는 제2토크센서를 더 포함하고, 상기 구동장치는 상기 촬영장치를 상기 제5방향으로 회전시키는 제5구동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 측정장치 및 상기 구동장치에 각각 연결되는 제어장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제어장치는 상기 측정장치에서 측정되는 값에 상응하여 상기 구동장치의 구동력의 크기 및 구동 방향을 제어할 수 있다.

상기 측정장치는 서로 직교하는 세 개의 축에 각각 작용하는 힘과 상기 세 개의 축 중 적어도 두 개의 축에 각각 작용하는 토크를 측정하도록 마련되는 포스/토크센서(force/torque sensor)일 수 있다.

상기 촬영장치에 힘 또는 토크를 가할 수 있도록 상기 촬영장치의 측면에 고정되는 손잡이를 더 포함하고, 상기 포스/토크센서는 상기 손잡이와 상기 촬영장치 사이에 배치될 수 있다.

상기 촬영장치가 회전 가능하도록 상기 촬영장치에 연결되는 회전조인트를 더 포함하고, 상기 포스/토크센서는 상기 촬영장치와 상기 회전조인트 사이에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 엑스레이촬영시스템의 이동 방법은 엑스레이를 조사하는 촬영장치와, 상기 촬영장치에 가하여지는 힘과 토크 중 적어도 하나를 측정하도록 마련되는 측정장치와, 상기 촬영장치를 이동시키도록 상기 촬영장치에 연결되는 구동장치를 포함하는 엑스레이촬영시스템이고, 상기 촬영장치를 직선 또는 회전 이동하기 위하여 상기 촬영장치에 힘과 토크 중 적어도 하나가 가하여지고; 상기 측정장치가 상기 촬영장치에 가하여진 힘과 토크 중 적어도 하나를 측정하고; 상기 구동장치가 측정되는 힘과 토크 중 적어도 하나의 방향 및 크기에 상응하여 상기 촬영장치를 이동시키는; 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 엑스레이촬영시스템은 상기 측정장치 및 상기 구동장치에 각각 연결되는 제어장치를 더 포함하고, 상기 제어장치가 상기 측정장치로부터 측정되는 힘과 토크 중 적어도 하나의 방향 및 크기에 상응하는 상기 구동장치의 구동 방향 및 구동력의 크기를 결정하여 상기 구동장치의 동작을 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 제어장치가 주기적으로 상기 측정장치에서 측정되는 힘 및 토크의 방향 및 크기를 감시하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 엑스레이촬영시스템은 사용자가 파지할 수 있도록 상기 촬영장치에 고정되는 손잡이를 포함하고, 사용자가 상기 손잡이를 파지할 때에만 상기 측정장치 및 상기 구동장치가 동작할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 사상에 따른 엑스레이촬영시스템의 이동 방법은 엑스레이를 조사하는 촬영장치와, 상기 촬영장치를 이동시키도록 상기 촬영장치에 연결되는 구동장치를 포함하고, 상기 촬영장치에 외부의 힘 및 토크가 작용하지 않을 때에 상기 구동장치의 제1전류값을 측정하고; 상기 촬영장치에 외부의 힘과 토크 중 적어도 하나가 작용할 때 상기 구동장치의 제2전류값을 측정하고; 상기 제1전류값과 상기 제2전류값이 차이를 통하여 상기 촬영장치에 가하여지는 외부의 힘과 토크 중 적어도 하나의 방향 및 크기를 결정하고; 상기 결정된 토크의 방향 및 크기에 상응하도록 상기 구동장치를 동작시킴으로써 상기 촬영장치를 이동시키는; 것을 특징으로 한다.

촬영장치에 임의의 방향으로 힘 또는 토크를 가하면 구동장치가 그에 상응하여 동작하기 때문에 사용자는 촬영장치를 원하는 위치로 쉽게 직선 또는 회전 이동시킬 수 있다. 그리고, 촬영장치의 이동 초기에 사용자가 촬영장치를 직접 이동시키지 않아도 구동장치가 동작될 수 있기 때문에 사용자가 촬영장치에 가하여야하는 힘 또는 토크가 최소화 될 수 있다.

또한, 측정장치에서 측정되는 힘 또는 토크에 상응하여 구동장치가 동작되기 때문에 촬영장치의 이동 알고리즘을 단순화하여 촬영장치의 직선 또는 회전 이동을 정교하게 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템의 주요 구성을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템을 분해하여 도시한 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템에서 이동손잡이 주위를 도시한 측면도.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템을 분해하여 도시한 분해사시도.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템에서 포스/토크센서를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템의 이동 방법을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템의 이동 방법을 도시한 도면.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템의 주요 구성을 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템을 분해하여 도시한 분해사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템에서 이동손잡이 주위를 도시한 측면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 촬영장치(70)는 측정장치(120) 및 구동장치(110)에 물리적으로 결합되고, 제어장치(130)는 측정장치(120) 및 구동장치(110)에 전기적으로 연결된다. 각각의 구성에 대한 상세한 설명은 후술한다.

도 2 내지 도4에 도시된 바와 같이, 엑스레이촬영시스템(1)은 가이드레일(30)과, 이동캐리지(40)와, 포스트프레임(50)과, 촬영장치(70)와, 구동장치(110)를 구비한다. 그리고, 엑스레이촬영시스템(1)은 각각 엑스레이수신부(11, 21)를 구비하는 촬영스탠드(10) 및 촬영테이블(20)을 더 구비할 수 있다.

가이드레일(30), 이동캐리지(40), 포스트프레임(50) 등은 촬영장치(70)를 피촬영체를 향하여 이동하기 위하여 마련된다.

가이드레일(30)은 서로 소정 각도를 이루도록 설치되는 제1가이드레일(31)과 제2가이드레일(32)을 포함한다. 제1가이드레일(31)과 제2가이드레일(32)은 서로 직교하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.

제1가이드레일(31)은 엑스레이촬영시스템(1)이 배치되는 검사실의 천장에 설치된다. 제2가이드레일(32)은 제1가이드레일(31)의 하측에 위치되고, 제1가이드레일(31)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착된다. 제1가이드레일(31)에는 제1가이드레일(31)을 따라 이동 가능한 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 제2가이드레일(32)은 이 롤러(미도시)에 연결되어 제1가이드레일(31)을 따라 이동할 수 있다.

제1가이드레일(31)이 연장되는 방향으로 제1방향(D1)이 정의되고, 제2가이드레일(32)이 연장되는 방향으로 제2방향(D2)이 정의된다. 따라서, 제1방향(D1)과 제2방향(D2)은 서로 직교하고 검사실의 천장과 평행할 수 있다.

이동캐리지(40)는 제2가이드레일(32)을 따라 이동 가능하도록 제2가이드레일(32)의 하측에 배치된다. 이동캐리지(40)에는 제2가이드레일(32)을 따라 이동하도록 마련되는 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 따라서, 이동캐리지(40)는 제2가이드레일(32)과 함께 제1방향(D1)으로 이동 가능하고, 제2가이드레일(32)을 따라 제2방향(D2)으로 이동 가능하다.

포스트프레임(50)은 이동캐리지(40)에 고정되어 이동캐리지(40)의 하측에 위치된다. 포스트프레임(50)은 복수 개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)를 구비할 수 있다.

복수 개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55))는 서로 절첩 가능하게 연결되어 포스트프레임(50)은 이동캐리지(40)에 고정된 채로 검사실의 상하 방향으로 길이가 증가 또는 감소할 수 있다. 포스트프레임(50)의 길이가 증가 또는 감소하는 방향으로 제3방향(D3)이 정의된다. 따라서, 제3방향(D3)은 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)과 서로 직교할 수 있다.

촬영장치(70)는 피촬영체에 엑스레이(X-RAY)를 조사하는 장치이다. 촬영장치(70)는 일반적인 엑스레이촬영시스템이 구비하는 엑스레이튜브일 수 있다. 엑스레이튜브는 엑스레이를 발생시키는 엑스레이발생원(71)과, 발생되는 엑스레이를 피촬영체를 향하여 안내하는 콜리메이터(collimator)(72)를 구비할 수 있다.

촬영장치(70)와 포스트프레임(50) 사이에는 회전조인트(60)가 배치된다. 회전조인트(60)는 촬영장치(70)를 포스트프레임(50)에 결합시키고 촬영장치(70)에 작용하는 하중을 지지한다.

회전조인트(60)는 포스트프레임(50)의 하단 포스트와 연결되는 제1회전조인트(61)와, 촬영장치(70)와 연결되는 제2회전조인트(62)를 구비할 수 있다.

제1회전조인트(61)는 검사실의 상하 방향으로 연장되는 포스트프레임(50)의 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 제1회전조인트(61)는 제3방향(D3)과 수직을 이루는 평면 상에서 회전할 수 있다. 이 때, 제1회전조인트(61)의 회전 방향을 새롭게 정의할 수 있는데, 새롭게 정의되는 제4방향(D4)은 제3방향(D3)과 평행한 축의 회전 방향이다.

제2회전조인트(62)는 검사실의 천장과 수직을 이루는 평면 상에서 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 제2회전조인트(62)는 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)과 평행한 축의 회전 방향으로 회전할 수 있다. 이 때, 제2회전조인트(62)의 회전 방향을 새롭게 정의할 수 있는데, 새롭게 정의되는 제5방향(D5)은 제1방향 또는 제2방향으로 연장되는 축의 회전 방향이다.

촬영장치(70)는 회전조인트(60)에 연결되어 제4방향(D4) 및 제5방향(D5)으로 회전 이동할 수 있다. 또한, 촬영장치(70)는 회전조인트(60)에 의하여 포스트프레임(50)에 연결되어 제1방향(D1) 및 제2방향(D2) 및 제3방향(D3)으로 직선 이동할 수 있다.

촬영장치(70)를 제1방향(D1) 내지 제5방향(D5)으로 이동하기 위하여 구동장치(110)가 마련된다. 구동장치(110)는 전기적으로 구동되는 모터일 수 있다. 구동장치(110)는 각각의 방향에 대응하여 제1,2,3,4,5구동장치(111, 112, 113, 114, 115)를 구비할 수 있다.

각각의 구동장치(111, 112, 113, 114, 115)는 설계의 편의성을 고려하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2가이드레일(32)을 제1방향(D1)으로 이동시키는 제1구동장치(111)는 제1가이드레일(31) 주위에 배치되고, 이동캐리지(40)를 제2방향으로 이동시키는 제2구동장치(112)는 제2가이드레일(32) 주위에 배치되고, 포스트프레임(50)의 길이를 제3방향(D3)으로 증가 또는 감소시키는 제3구동장치(113)는 이동캐리지(40) 내부에 배치될 수 있다. 그리고, 촬영장치(70)를 제4방향(D4)으로 회전 이동시키는 제4구동장치(114)는 제1회전조인트(61) 주위에 배치되고, 촬영장치(70)를 제5방향(D5)으로 회전 이동시키는 제5구동장치(115)는 제2회전조인트(62) 주위에 배치될 수 있다.

각각의 구동장치(110)는 촬영장치(70)를 제1방향(D1) 내지 제5방향(D5)으로 직선 또는 회전 이동시키도록 동력전달수단(미도시)와 연결될 수 있다. 동력전달수단(미도시)은 일반적으로 사용되는 벨트와 풀리, 체인과 스프라킷, 샤프트 등 일 수 있다.

촬영장치(70)의 주위에 사용자가 파지하도록 이동손잡이(80)가 마련될 수 있다. 이동손잡이(80)는 촬영장치(70)에 고정되고, 사용자는 이동손잡이(80)를 파지하여 힘 또는 토크를 가함으로써 촬영장치(70)를 이동시킬 수 있다. 촬영장치(70)의 이동에 관하여는 후술한다.

엑스레이 촬영에 관한 각종 정보를 입력하고 각각의 장치들을 조작하도록 조작패널(90)이 마련될 수 있다. 조작패널(90)은 사용자가 쉽게 조작할 수 있는 위치에 배치되는데, 촬영장치(70)의 일 측면에 배치될 수 있다.

각각의 구동장치(110)와 조작패널(90) 등을 포함하여 엑스레이촬영시스템(1)에 구비되는 장치들에 연결되어 이들을 각각 제어할 수 있도록 제어장치(130)가 마련된다.

제어장치(130)는 각각의 구동장치(110)와 연결되어 촬영장치(70)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 조작패널(90)에 원하는 촬영 위치를 입력하면 제어장치(130)는 현재 위치와 입력된 촬영 위치를 판단하여 구동이 필요한 구동장치(110)의 동작을 제어한다. 구동장치(110)의 동작에 따라 촬영장치(70)는 사용자가 원하는 촬영 위치로 이동될 수 있다. 이를 자동 이동모드라고 한다.

또한, 사용자가 직접 힘 또는 토크를 가하여 촬영장치(70)를 이동시킬 수 있다. 이를 수동 이동모드라고 한다. 자동 이동모드에서 수동 이동모드로 전환하기 위하여 모드전환부(81)가 마련될 수 있다. 모드전환부(81)는 스위치이거나, 조작패널(90)과 일체로 마련될 수 있다. 또한, 모드전환부(81)는 스위치의 형태로 이동손잡이(80)에 장착될 수 있다. 그리고, 모드전환부(81)는 이동손잡이(80)와 일체로 마련되어 사용자가 이동손잡이(80)를 파지하면 수동 이동모드로 전환되고 이동손잡이(80)를 놓으면 자동 이동모드로 전환될 수 있다.

수동 이동모드에서, 사용자가 촬영장치(70)의 위치를 이동하기 위하여는 각 구동장치(110)의 주위에서 발생하는 마찰력을 극복해야 하기 때문에 큰 힘 또는 토크가 필요하다. 따라서, 사용자가 촬영장치(70)에 힘 또는 토크를 가할 때 사용자의 이동 의도를 파악하여 구동장치(110)를 그에 상응하여 동작시키면 보다 작은 힘 또는 토크로도 촬영장치(70)를 이동시킬 수 있다.

따라서, 엑스레이촬영시스템(1)은 사용자의 이동 의도를 파악하도록 사용자가 가하는 힘 또는 토크를 측정하기 위한 측정장치(120)를 구비한다.

제어장치(130)가 측정장치(120)에서 측정되는 힘 또는 크기에 상응하여 구동장치(110)를 동작시키도록 측정장치(120)는 제어장치(130)와 연결된다.

측정장치(120)는 제1,2,3방향(D1, D2, D3)의 힘을 측정하기 위한 제1,2,3포스센서(force sensor)(121, 122, 123)와, 제4,5방향(D4, D5)의 토크를 측정하기 위한 제1,2토크센서(torque sensor)(124, 125)를 포함할 수 있다.

제1포스센서(121)는 제1방향(D1)의 힘의 방향 및 크기를 측정하도록 마련된다. 제1포스센서(121)는 제1방향(D1)의 힘을 전달을 수 있는 위치에 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1포스센서(121)는 제1구동장치(111) 주위에 배치될 수 있다. 사용자가 제1방향(D1)으로 가하는 힘은 제1구동장치(111)의 출력단에 전달되기 때문에 제1포스센서(121)를 제1구동장치(111)의 출력단에 연결하면 힘의 방향과 크기를 측정할 수 있다.

제1포스센서(121)는 제1구동장치(111)의 주위에 위치되는 것으로 한정되지 않고 제1방향(D1)의 힘을 측정할 수 있는 곳이면 어디든지 위치될 수 있다. 예를 들면, 제1포스센서(121)는 촬영장치(70)와 회전조인트(60) 사이, 회전조인트(60)와 포스트프레임(50)의 하단 포스트 사이 등에 배치될 수 있다. 다만, 제1포스센서(121)가 촬영장치(70)와 회전조인트(60) 사이에 배치될 때, 제1포스센서(121)는 촬영장치(70)를 거치지 않고 직접 포스트프레임(50)에 가하여지는 제1방향(D1)의 힘을 측정할 수 없다. 따라서, 이 경우 사용자는 촬영장치(70)를 제1방향(D1)으로 이동하기 위하여 이동손잡이(80) 또는 촬영장치(70)에 제1방향(D1)의 힘을 가하여야 한다.

마찬가지로, 제2포스센서(122)와 제3포스센서(123)도 각각 제2방향(D2)과 제3방향(D3)의 힘을 측정할 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2포스센서(122)는 제2구동장치(112)의 출력단 주위에 배치되고, 제3포스센서(123)는 제3구동장치(113)의 출력단 주위에 배치된다.

제1토크센서(124)는 제4방향(D4)의 토크의 방향 및 크기를 측정하도록 마련된다. 사용자가 촬영장치(70)를 제4방향(D4)으로 회전시키기 위하여 제4방향(D4)의 토크를 가하면 제1토크센서(124)는 그 토크의 방향 및 크기를 측정할 수 있다. 따라서, 제1토크센서(124)는 제4방향(D4)의 토크를 측정할 수 있는 위치에 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1토크센서(124)는 포스트프레임(50)의 하단 포스트와 제1회전조인트(61) 배치된다. 제1토크센서(124)는 포스트프레임(50)의 하단 포스트와 제1회전조인트(61)와 각각 연결된다.

제2토크센서(125)는 제5방향(D5)의 힘을 측정할 수 있는 임의의 위치에 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제2토크센서(125)는 제2회전조인트(62)와 촬영장치(70) 사이에 배치된다.

이상에서는 각각의 방향의 힘 또는 토크를 측정하도록 마련되는 제1,2,3포스센서(121, 122, 123)와 제1,2토크센서(124, 125)를 설명하였으나, 두 개 이상의 센서가 일체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1,2,3포스센서(121, 122, 123)는 서로 직교하는 세 방향의 힘을 측정할 수 있는 포스센서로 대체될 수 있고, 제1,2토크센서(124, 125)는 두 방향의 토크를 측정할 수 있는 토크센서로 대체될 수 있다. 이 외에도 포스센서와 토크센서의 특성에 따라 다양한 조합으로 측정장치(120)를 구성할 수 있다.

도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템을 분해하여 도시한 분해사시도이고, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템에서 포스/토크센서를 도시한 사시도이다.

도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 측정장치(120)는 포스/토크센서(force torque sensor)(126)를 포함할 수 있다.

포스/토크센서(126)는 서로 직교하는 세 방향의 힘과, 세 방향의 각각에 대한 회전 방향의 토크를 측정하도록 마련될 수 있다. 포스/토크센서(126)는 모두 여섯 개의 축의 힘 또는 토크를 측정할 수 있기 때문에, 제1방향(D1) 내지 제3방향(D3)에서 전달되는 세 방향의 힘과 제4방향(D4) 내지 제5방향(D5)에서 전달되는 두 방향의 토크를 측정할 수 있다.

포스/토크센서(126)에서 측정되는 힘 또는 토크의 방향 및 크기가 제어장치(130)에 전달되도록 포스/토크센서(126)는 제어장치(130)에 연결된다.

포스/토크센서(126)는 촬영장치(70)에 전달되는 힘 또는 토크를 측정하여 사용자의 이동 의지를 파악할 수 있도록 촬영장치(70) 주위에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 포스/토크센서(126)는 이동손잡이(80)와 촬영장치(70) 사이에 배치될 수 있다. 수동 이동모드에서 사용자는 이동손잡이(80)를 파지하고 이동손잡이(80)에 힘 또는 토크를 가하기 때문에 이동손잡이(80)에 포스/토크센서(126)를 연결하면 손잡이에 가하여지는 정확한 힘 또는 토크를 측정할 수 있다.

또한, 포스/토크센서(126)는 촬영장치(70)와 회전조인트(60) 사이에 배치되어 촬영장치(70)와 회전조인트(60)와 각각 연결될 수 있다. 사용자가 이동손잡이(80) 대신 촬영장치(70)에 직접 힘 또는 토크를 가할 때 포스/토크센서(126)가 상기와 같은 위치에 배치되면 힘 또는 토크를 측정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템의 이동 방법을 도시한 도면이다.

사용자는 자동 이동모드에서 수동 이동모드로 전환할 수 있다(210). 사용자는 도 2에 도시된 모드전환부(81)를 조작함으로써 수동 이동모드를 시작할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 모드전환부(81)가 도 2에 도시된 이동손잡이(80)와 일체로 마련되면 사용자가 이동손잡이(80)를 파지할 때 수동 이동모드가 시작된다.

도 2에 도시된 측정장치(120)는 엑스레이촬영시스템에 가하여지는 힘 또는 토크를 측정한다(220). 측정장치(120)는 이 측정치를 도 2에 도시된 제어장치(130)에 전달할 수 있다. 또는, 제어장치(130)는 측정장치(120)와 주기적으로 전기적 신호를 주고 받으면서 힘 또는 토크의 측정치를 감시할 수도 있다.

제어장치(130)는 측정되는 힘 또는 토크에 상응하여 구동장치(110)의 구동력의 방향 및 크기를 결정한다(230). 측정되는 힘 또는 토크의 방향은 구동장치(110)의 구동력의 방향과 일치하고, 측정되는 힘 또는 토크의 크기는 구동장치(110)의 구동력의 크기와 비례할 수 있다. 힘 또는 토크의 크기와 구동장치(110)의 구동력의 크기 간의 비례 관계는 제어장치(130)에 미리 입력되어 있을 수 있다.

제어장치(130)는 결정된 구동장치(110)의 구동력의 방향 및 크기에 따라 구동장치(110)를 동작시킨다(240). 따라서, 구동장치(110)와 연결되는 도 2에 도시된 촬영장치(70)는 직선 또는 회전 이동할 수 있다(250).

수동 이동모드가 종료되었는지 확인한다(260). 모드전환부(81)가 이동손잡이(80)와 일체로 마련되는 경우 사용자가 이동손잡이(80)를 놓으면 수동 이동모드가 종료된다(270). 수동 이동모드가 종료되지 않았으면, 다시 엑스레이촬영시스템(1)에 힘 또는 토크가 가하여지는지를 확인한다(220).

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이촬영시스템의 이동 방법을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 구동장치(110)는 전기적으로 동작하는 모터이다.

수동 이동모드가 시작되면(310), 구동장치(110)를 흐르는 전류의 변화를 확인한다(320). 구동장치(110)가 정지한 상태에서 사용자가 엑스레이촬영시스템에 힘 또는 토크를 가하면 그 힘 또는 토크가 구동장치(110)에 전달되어 구동장치(110)에 흐르는 전류에 변화가 발생한다. 따라서, 구동장치(110)에 흐르는 전류의 측정치에 변화가 발생하면 엑스레이촬영시스템에 힘 또는 토크가 가하여지는 것으로 볼 수 있다. 이 때, 구동장치(110)는 도 2에 도시된 측정장치(120)를 포함하는 것으로 볼 수 있다.

도 2에 도시된 제어장치(130)는 전류의 측정치 변화에 상응하여 엑스레이촬영시스템에 가하여지는 힘 또는 토크의 방향 및 크기를 판단한다(330). 구동장치(110)에서 측정되는 전류 변화의 크기는 구동장치(110)에 전달되는 힘 또는 토크의 크기에 비례하고, 전류의 변화의 부호(플러스 또는 마이너스)는 전달되는 힘 또는 토크의 방향에 상응한다. 따라서, 구동장치(110)에 힘 또는 토크가 전달되지 않을 때의 전류 측정치를 알고 있으면, 구동장치(110)의 전류 측정치의 변화를 이용하여 엑스레이촬영시스템에 가하여지는 힘 또는 토크를 판단할 수 있다.

제어장치(130)는 앞서 판단된 엑스레이촬영시스템에 가하여지는 힘 또는 토크에 상응하여 구동장치(110)의 구동력의 방향 및 크기를 결정한다(340).

제어장치(130)는 결정된 구동력의 방향 및 크기에 따라 구동장치(110)를 동작시키고(350), 구동장치(110)와 연결되는 도 2에 도시된 촬영장치(70)는 직선 또는 회전 이동한다(360).

수동 이동모드가 종료되었는지 확인하고(370), 수동 이동모드가 종료되지 않았으면, 다시 구동장치(110)의 전류 변화가 발생하는지를 확인한다.

10 : 촬영스텐드 20 : 촬영테이블
30 : 가이드레일 40 : 이동캐리지
50 : 포스트프레임 60 : 회전조인트
70 : 촬영장치 80 : 손잡이
90 : 조작패널 110 : 구동장치
120 : 측정장치 130 : 제어장치

Claims

이동이 가능하도록 마련되는 촬영장치;
촬영 장치를 작동하기 위한 촬영 정보의 입력을 수신하도록 마련되는 조작패널;
상기 촬영장치 및 조작패널 사이에 배치되며, 조작패널에 작용하는 외부 힘의 방향과 크기를 측정하도록 마련되는 측정장치; 및
상기 측정장치에 의하여 측정되는 외부 힘의 방향과 크기에 기초하여 상기 촬영장치를 이동시키도록 마련되는 구동장치;를 포함하고,
상기 구동장치는 수동이동모드에서 상기 측정장치에 의하여 측정되는 외부 힘의 방향과 크기에 기초하여 상기 촬영장치를 이동시키고, 사용자에 의해 개시된 자동이동모드에서 상기 촬영장치를 이동시키도록 마련되는 엑스레이촬영시스템.
제1항에 있어서,
상기 구동장치는 상기 자동이동모드에서 상기 사용자에 의해 입력된 상기 촬영장치의 이동위치를 지정하는 지시에 대응하여 상기 촬영장치를 이동시키도록 마련되는 엑스레이촬영시스템.
제2항에 있어서,
상기 구동장치는 사용자로부터의 지시에 대응하여 수동이동모드 및 자동이동모드 간의 전환이 이루어질 수 있도록 마련되는 엑스레이촬영시스템.
제2항에 있어서,
수동이동모드에서 상기 측정장치에 의하여 측정되는 외부 힘의 방향과 크기를 상기 구동장치를 동작시키기 위한 신호로 전환하고, 자동이동모드에서 사용자에 의해 입력된 지시를 상기 구동장치를 동작시키기 위한 신호로 전환하도록 마련되는 제어 장치;를 더 포함하고,
상기 구동장치는 상기 수동이동모드에서 상기 구동장치를 동작시키기 위한 신호에 대응하여 상기 촬영 장치를 이동시키며, 자동이동모드에서 상기 구동장치를 동작시키기 위한 신호에 대응하여 촬영 장치를 이동시키도록 마련된 모터;를 포함하는 엑스레이촬영시스템.
제1항에 있어서,
외부 힘을 수신하도록 상기 촬영장치에 마련된 손잡이;를 더 포함하는 엑스레이촬영시스템.
제5항에 있어서,
상기 손잡이에 장착되고, 상기 외부 힘을 가하기 위하여 사용자에 의해 상기 손잡이가 파지되면 활성화되고, 사용자에 의해 손잡이가 놓아 지면 비활성화되는 스위치를 더 포함하되,
상기 수동이동모드는 상기 스위치가 활성화되면 활성화되고, 상기 스위치가 비활성화되면 비활성화되는 엑스레이촬영시스템.
이동이 가능하도록 마련되는 촬영장치;
수동이동모드에서 상기 촬영장치에 인가되는 물리적 힘을 측정하도록 마련되는 측정장치;
상기 물리적 힘을 제어신호로 전환하도록 마련되는 제어장치; 및
상기 수동이동모드에서 상기 제어 신호에 따라 상기 촬영장치를 이동시키고, 사용자에 의해 개시된 자동이동모드에서 상기 촬영장치의 이동을 지정하는 지시의 입력에 대응하여 상기 촬영장치를 이동시키도록 마련되는 구동 장치;를 포함하는 엑스레이촬영시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어장치는 상기 물리적 힘의 방향과 크기를 상기 제어신호로 전환하도록 마련되고, 상기 구동 장치는 상기 제어 신호에 대응하여 상기 물리적 힘의 방향에 해당하는 방향 및 상기 제어 신호의 크기에 해당하는 속도로 상기 촬영장치를 이동시키도록 마련되는 엑스레이촬영시스템.
제7항에 있어서,
상기 사용자에 의하여 활성화되고 비활성화되도록 구성된 스위치;를 더 포함하되,
상기 구동 장치는 상기 스위치가 활성화되면 상기 제어 신호에 대응하여 상기 촬영 장치의 이동을 가능하게 하고, 상기 스위치가 비활성화되면 상기 지시의 입력에 대응하여 상기 촬영 장치의 이동을 가능하게 하는 엑스레이촬영시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어장치는 사용자로부터 상기 촬영장치의 이동을 지정하는 지시를 수신하도록 마련되는 엑스레이촬영시스템.
제7항에 있어서,
상기 물리적 힘은 촬영장치의 방향 및 속도를 나타내고, 상기 촬영장치의 이동을 지정하는 지시는 상기 촬영 장치가 이동할 위치를 지정하는 것을 나타내는 엑스레이촬영시스템.
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