KR101684400B1

KR101684400B1 - 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치

Info

Publication number: KR101684400B1
Application number: KR1020160029480A
Authority: KR
Inventors: 박재윤; 장진영
Original assignee: 주식회사 뷰레이; 박재윤
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-12-08
Also published as: WO2017155372A1; US20190059834A1; JP2019509614A; US10881364B2

Abstract

본 발명은 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치를 콘트롤 제어하는 제어부; 및 상기 제어부와 연결되며, 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 세밀한 제어로 저선량 피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치한 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치;가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 주로 치과용으로 사용하는 엑스레이 장치의 영상품질 향상, 장수명 보장, 저소비전력, 밧데리 없는 제품, 급속충전, 소형화 및 경량화 그리고 조작성 개선과 피폭 대책 안정성을 제공하는 것이고, 이로 인해 엑스레이 장치의 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치{Portable carbon nanotube and filament type X-ray device}

본 발명의 실시예는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 치과용으로 사용하는 엑스레이 장치의 영상품질 향상, 장수명 보장, 저소비전력, 밧데리 없는 제품, 급속충전, 소형화 및 경량화 그리고 조작성 개선과 피폭 대책 안정성을 제공하는 것이고, 이로 인해 엑스레이 장치의 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피 치과용 포터블 엑스선 촬영장치는 1993년 미국에서 군대의 야전용으로 처음 제작되었고, 일본에서는 장애인 등 재택 환자의 진료를 위한 응급용으로 사용되고 있으며, 국내에서는 2003년부터 환자가 촬영실로 이동하지 않고 그대로 진료용 의자에 앉아서 촬영이 가능하다는 편리성 때문에 여러 제품들이 치과 임상에 많이 이용되고 있는 실정이다.

치과용 포터블 엑스선 촬영장치는 촬영자가 직접 손에 들고 촬영하기 때문에 촬영시 누설되는 방사선에 의한 촬영자 손의 피폭, 피사체로부터 발생되는 산란 방사선에 의한 촬영자 신체의 피폭이 문제가 될 수 있어 안전한 사용을 위한 가이드라인이 요구되고 있다.

상기한 치과용 포터블 엑스선 촬영장치는 최근 치과 진료실 내에서 장비의 이동이 편리한 치과용 포터블 엑스선 촬영장치 사용이 증가하고 있다. 이 촬영장치의 효용성은 세계의 재난지역에서 인정되었지만, 취약점은 촬영자가 직접 들고 촬영하기 때문에 관두부에서 발생될 수 있는 누설 방사선뿐만 아니라 환자에서 발생되는 산란 방사선에 촬영자가 그대로 노출된다는 것이다.

몇몇 연구결과에서 치과용 포터블 엑스선 촬영장치에 의한 촬영자의 노출선량은 방사선 관련 종사자의 연간 최대 허용 선량 이하라고 보고되었지만, 방사선 노출은 경제적, 사회적 인자를 고려해 합리적으로 달성할 수 있는 한 낮게 유지해야 한다(ALARA: As Low As Reasonably Achievable)는 방어최적화 원칙에 따라서 촬영자는 적절한 방사선 방어 장비를 사용하여 방사선 피폭을 저감 하여야 한다.

한편, 상기한 종래 치과용 포터블 엑스선 촬영장치는 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.

즉, 종래 기술은 구조적으로 초점(Focal Spot)이 0.8mm로 영상이 선명하지 않아 영상품질이 저하되는 문제점이 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 구조적으로 고소비 전력의 문제점과 성능 열화가 높고 변형이 심해 장수명 보장이 어렵다는 문제점이 발생 되었다.

그리고 상기 종래 기술은 구조적으로 고소비 전력으로 에너지 보존 효과가 적다는 문제점도 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 구조적으로 배터리 사용과 교체(6개월 주기)로 인해 불편한 문제점으로 지적 되었다.

그리고 상기 종래 기술은 충전시간이 4시간 이상으로 급속충전을 할 수 없다는 문제점이 발생 되었다.

또한 상기 종래 기술은 구조적으로 X-RAY 차폐 및 고압 절연을 위해 납과 절연유를 사용 함에 따라 소형화 및 경량화를 할 수 없어 보관, 조작, 이동성이 부족하다는 문제점이 발생 되었다.

그리고 상기 종래 기술은 구조적으로 조작성 개선과 피폭 대책 안정성을 제공하지 못하는 커다란 문제점으로 지적 되었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점으로 지적 되었다.

대한민국 등록특허공보 제1427555호(2014. 07. 31)가 등록된바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 휴대용 탄소나노 엑스레이 튜브롤 제어하는 제어부; 및 상기 제어부와 연결되며, 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 조사시간을 잘게 나누어(Duration Control) 세밀한 제어로 저선량 피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치하여 실장 공간을 최소화한 고압장치를 배치한 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치;가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용한 것으로, 특히 세밀한 제어(X-RAY SOURCE를 고속으로 on/off 하는 기술 즉 조사시간을 잘게 나누어(Duration Control) 센서 인식 시간 동안만 조사하도록 제어함으로 피폭을 줄일 수 있는 기술을 통해 저선량 저피폭(Low Does) 실현이 가능함과 아울러 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 고압장치를 소형화(Compact Structure)한 것으로, 특히 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치하고 절연유가 아닌, 열 전도 특성이 우수하고 절연 특성도 1mm당 20kV 정도인 실리콘계의 절연 물질로 고체 몰딩화 하여 소형화로 인해 무게 감소로 조작과 취급의 편리성 확대 그리고 CNT(Carbon Nano Tube) 튜브는 물론 필라멘트 타입 엑스레이 튜브(Filament Type X-Ray Tube)에 모두 적용 가능하도록 한 것이며, 제4목적은 배터리(Battery) 없는 장치로, 특히 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)를 적용하여 1~10분 정도로 순간 충전기능을 두어 사용 대기시간을 줄이고 수명이 50,000시간 이상으로 일정한 성능을 보장하므로 기기 성능이 다할 때까지 배터리 교체가 없어 이로 환경 개선 효과가 있으며 유지 보수가 쉬어 비용 절감과 사용 편의성 극대화를 꾀할 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 순간 충전 시스템으로, 특히 평상시 사용시는 직렬로 배열 되어 있는 캐패시터(Capacitor)를 충전 중에는 각각 절연된 충전기의 저전압-대전류 충전 회로를 연결하여 급속 충전을 실시하므로 짧은 시간에 충전이 가능하게 하고 이로 인해 충전 시간을 10분 이내로 순간 충전하여 사용의 편리성을 극대화 할 수 있도록 한 것이며, 제6목적은 조작의 간편성을 제공하는 것으로, 특히 제품 형상을 권총형으로 변경하고 무게를 1.2Kg 이하로 가볍게 하여 한 손으로 촬영이 가능하여 다른 손으로 환자나 장비 조작을 쉽게 할 수 있어 사용성을 극대화 할 수 있도록 하고, 촬영시 피폭 시간, 촬영 모드 등을 한 손으로 원 터치 조정할 수 있도록 하여 조작을 편리하게 하고, 조사(Expose)는 권총형으로 방아쇠를 당기는 방법으로 모두 한 손으로 조작이 가능하고, 외부 장치와 조작을 동기 하기 위해 장비 후면에 연결포트(USB jack)를 별도로 두어 연결을 쉽게 한 것이다. 또한 제7목적은 안정성을 확보한 것으로, 특히 X-Ray 발생시 조작자에게 피폭을 예방하기 위해 절연재에 산화 붕소(B, Buraq) 혹은 붕소 나노 튜브를 섞어 X-Ray 방출을 억제하여 안정성을 확보하고, 초점(Focal Spot)용 콘(Cone)에 납 Pipe 형태로 내부에 쉴드 처리하여 X-Ray 유출을 촬영하는 부분으로 향하도록 처리함으로 조작자 X-Ray 피폭을 최소화 하고, 콘(Cone) 끝 부분에 유리(이산화 규소 SiO₂)와 붕소 혼합유리를 원반 모양으로 전면에 배치하여 피폭을 최소화 할 수 있도록 한 것이며, 제8목적은 이로 인해 장치의 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치 및 그 제어방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치를 콘트롤 제어하는 제어부; 상기 제어부와 연결되며, 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 세밀한 제어로 저선량 피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 탄소나노튜브타입은 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치하여 실장 공간을 최소화한 고압장치를 배치한 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치; 및 상기 제어부에는 파워스위치와 연결되며, 전기를 일정량 저장하는 전원 공급원은 7볼트(V)에서 48볼트(V)의 배터리 및 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)를 적용하여 1~10분 정도로 순간 충전기능을 두어 사용 대기시간을 줄이고, 특히 슈퍼캐패시터는 수명이 50,000시간 이상으로 일정한 성능을 보장하므로 기기 성능이 다할 때까지 배터리 교체가 없어 이로 환경 개선 효과가 있으며 유지 보수가 쉬어 비용 절감과 사용 편의성 극대화를 꾀할 수 있도록 하고 또한 순간 충전 시스템은 35~3000패럿의 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)에 저전압-대전류 충전 회로를 연결하여 급속 충전을 실시하므로 짧은 시간에 충전이 가능하게 하고 이로 인해 충전 시간을 10분 이내로 순간 충전하여 사용의 편리성을 극대화할 수 있도록 함을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치를 제공한다.

삭제

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치를 콘트롤 제어하는 제어부; 및 상기 제어부와 연결되며, 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 세밀한 제어로 즉 엑스레이를 음극 쪽(Cathode)에 고압/고속 스위칭 소자를 두어 고속으로 on/off 하는 기술 즉 조사시간을 잘게 나누어(Duration Control) 센서 인식 시간 동안만 조사하도록 제어함으로 저선량 저피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 촬영 대기시간이 없이 전원을 켠 후 바로 촬영할 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 하여 배치함으로써 실장 공간을 최소화한 고압장치를 배치한 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치가 구비되는 것이다.

상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용한 것으로, 특히 세밀한 제어로 저선량 저피폭(Low Does) 실현이 가능함과 아울러 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 고압장치를 소형화(Compact Structure)한 것으로, 특히 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치하고 절연유가 아닌, 열 전도 특성이 우수하고 절연 특성도 1mm당 20kV 정도인 실리콘계의 절연 물질과 혼합 물질로 고체 몰딩 처리한 것이다.

특히 종래에는 엑스레이 소스 겉 케이스에 납으로 싸여 있어 엑스레이 방출을 차단하던 것을 절연재에, 엑스스레(X-RAY) 방출을 억제 물질을 혼합하여 몰딩 함으로 절연효과 및 피폭안전을 효과적으로 확보한 것이다. 즉, 그 혼합물은 특정한 고분자 재료를 혼합하는데, 폴리우레탄 수지, 폴리실록산 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴 수지, 및 알키드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1 수지 100중량부; 폴리비닐알콜(PVA), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 및 저밀도 폴리 에틸렌(LDPE)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제2 수지 5 내지 30중량부; 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 수지 분말 5 내지 30중량부;를 사용하여 방사선을 효과적으로 차단하고 고체 몰딩화 하여 소형화로 인해 무게 감소로 조작과 취급의 편리성 확대 그리고 CNT(Carbon Nano Tube) 튜브는 물론 필라멘트 타입 엑스레이 튜브(Filament Type X-Ray Tube)에 모두 적용 가능하도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 배터리(Battery) 없는 장치로, 특히 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)의 수명이 50,000시간 이상 보장하므로 충전에 대한 불편을 줄이고 배터리 없이 사용함으로 장치 수명이 다할 때까지 배터리 교체가 없어 이로 환경 개선 효과가 있으며 유지 보수가 쉬어 비용 절감과 사용 편의성 극대화를 꾀할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 순간 충전 시스템으로, 특히 평상시 사용시는 직렬로 배열 되어 있는 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)를 충전 중에는 각각 절연된 충전전압장치를 두어 저전압-대전류로 급속 충전을 실시하므로 짧은 시간에 충전이 가능하게 하고 이로 인해 충전 시간을 10분 이내로 순간 충전하여 사용의 편리성을 극대화 할 수 있도록 한 것이다.

아울러 본 발명은 조작의 간편성을 제공하는 것으로, 특히 제품 형상을 권총형으로 변경하고 무게를 1.2Kg 이하로 가볍게 하여 한 손으로 촬영이 가능하여 다른 손으로 환자나 장비 조작을 쉽게 할 수 있어 사용성을 극대화할 수 있도록 하고, 촬영시 피폭 시간, 촬영 모드 등을 한 손으로 원 터치 조정할 수 있도록 하여 조작을 편리하게 하고, 조사(Expos)는 권총형으로 방아쇠를 당기는 방법으로 모두 한 손으로 조작이 가능하고, 외부 장치와 조작을 동기 하기 위해 장비 후면에 연결할 수 있는 컨넥터를 별도로 두어 연결 및 활용을 쉽게 한 것이다.

더하여 본 발명은 안정성을 확보한 것으로, 특히 X-Ray 발생시 조작 자에게 피폭을 예방하기 위해 절연재에 혼합물 외에 초점(Focal Spot)용 콘(Cone)에 납 Pipe 형태로 내부에 쉴드 처리하여 X-Ray 유출을 촬영하는 부분으로 향하도록 처리함으로 조작자 X-Ray 피폭을 최소화 하고, 콘(Cone) 끝 부분에 유리(이산화 규소 SiO₂)와 붕소 혼합유리를 원반 모양으로 전면에 배치하여 피폭을 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 장치의 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 정면 사시
도.
도 2 는 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 배면 사시
도.
도 3 은 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 정단면도.
도 4 는 본 발명에 적용된 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치의 정면 사시도.
도 5 는 본 발명에 적용된 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치의 배면 사시도.
도 6 은 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 블럭 구성
도.

본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치는 도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

먼저, 본 발명은 도 1, 2, 3 에 도시된 바와 같이 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치(1)를 콘트롤 제어하는 제어부(10)가 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 제어부(10)와 연결되며, 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 세밀한 제어로 저선량 피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 탄소나노튜브타입은 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 도 5 와 같이 고압 캐패시터(Capacitor)(25)와 고압 다이오드(Diode)(26) 구조를 샌드위치 구조로 배치함으로써 실장 공간을 최소화한 고압장치를 배치한 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치(20)가 구비된다. 그러나 도 6 에서는 고압 캐패시터(Capacitor)(25)와 고압 다이오드(Diode)(26)를 도 5 에서 표시하였기 때문에 표시하지 않았고, 도 6 은 블럭구성도인 관계로 고압캐패시터와 다이오드를 표시하지 않았다.
상기 제어부에는 파워스위치와 연결되며, 전기를 일정량 저장하는 전원 공급원은 7볼트(V)에서 48볼트(V)의 배터리 및 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)를 적용하여 1~10분 정도로 순간 충전기능을 두어 사용 대기시간을 줄이고, 특히 슈퍼캐패시터는 수명이 50,000시간 이상으로 일정한 성능을 보장하므로 기기 성능이 다할 때까지 배터리 교체가 없어 이로 환경 개선 효과가 있으며 유지 보수가 쉬어 비용 절감과 사용 편의성 극대화를 꾀할 수 있도록 하고 또한 순간 충전 시스템은 35~3000패럿의 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)에 저전압-대전류 충전 회로를 연결하여 급속 충전을 실시하므로 짧은 시간에 충전이 가능하게 하고 이로 인해 충전 시간을 10분 이내로 순간 충전하여 사용의 편리성을 극대화 할 수 있도록 한다.

삭제

특히 본 발명에 적용된 상기 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치(FBT)(HVM;High Voltage Inverter)(20)는 다음과 같이 구성된다.

즉, 본 발명은 몸체(21) 내부에 구비되는 고압트랜스(FBT; fly back trans)(23)가 구비된다.

또한 본 발명은 상기 몸체(21) 내부에 구비되어 X-Ray cnt Tube에 인가하는 DC 고압을 발생하는 복수개의 고압 캐패시터(Capacitor)(25)와 고압다이오드(diode)(26)를 구비한 고압모듈(24)이 구비된다.

그리고 본 발명은 상기 몸체(21) 내부에 구비되며, 애노드(Anode)와 캐소드(cathode) 혹은 애미터(Emitter)를 가진 진공관 구조로 일정 전압의 높은 전압이 인가되고 필라멘트 혹은 애미터(Emitter) 에서 전자가 방출될 때 애노드(Anode) 에서 X-ray 광선이 나오는 엑스레이 씨엔티 튜브(X-Ray cnt Tube)(22)가 구비된다.

아울러 본 발명에 적용된 상기 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치(20)는 엑스스레(X-RAY) 방출을 억제하는 물질을 혼합하여 몰딩함으로 절연효과 및 피폭안전을 효과적으로 확보하기 위해 고분자재료를 혼합하되, 고분자재료는, 폴리우레탄 수지, 폴리실록산 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴 수지, 및 알키드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1수지; 폴리 비닐알콜(PVA), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 및 저밀도 폴리 에틸렌(LDPE)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제2수지; 및 제1,2수지에 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 수지가 포함된 분말;에 의해 고압모듈을 일체화하고 고체 몰딩 처리한다.

더하여 본 발명에 적용된 상기 제어부(10)에는 다음과 같은 기술적 구성이 구비된다.

즉, 본 발명은 도 4, 5, 6 에 도시된 바와 같이 LCD 드라이버와 연결되어 디스플레이되는 LCD(16)가 구비된다.

또한 본 발명은 파워 온/오프와 연결되어 방아쇠를 당기면 엑스레이가 방출되도록 한 조사스위치(expose sw)(11)가 구비된다.

그리고 본 발명은 파워 온/오프 및 CPU와 연결되어 촬영조건 설정 실행과 전원 제어를 위한 로터리 엔코더 및 엔터버튼(rotary encoder 및 enter button)(12)이 구비된다.

이때 상기 로터리 엔코더 및 엔터버튼(rotary encoder 및 enter button)은, Wheel Type Rotary Encoder를 이용하여 촬영시간, 사용자 메모리 번지 불러오거나 저장하기, 성인 및 유아 모드를 변경하도록 구성함이 바람직하다.

마지막으로 본 발명에 적용된 상기 제어부(10)에는 파워스위치와 연결되며, 전기를 일정량 저장하여 공급전원의 안정화를 꾀하는 충전기(charger)(13)가 구비된다.

이때 상기 충전기(charger)(13)는 Battery & Super Capacitor에 순간 고전류를 인가하여 충전하기 위한 충전 보드이고, 리듐 이온 배터리 충전에 최적화되어 있으며 매 시간 2.5A로 충전 실시하고, 수퍼 캐패시터 충전시는 2.7V 대용량 Capacitor를 5개 직렬 연결하여 사용하다가 충전시는 절연된 개별 트랜스의 출력을 이용해 각 Cell별로 5~10A로 순간 충전 실시한다.

그리고 본 발명은 상기 충전기(charger)(13)와 연결되며, 어댑터를 연결하여 촬영하거나 충전장치에 전원을 공급할 때 사용하는 파워 어댑터 잭(power adaptor jack)(14)가 구비된다.

도면상 DC-DC(+5V)는 외부에서 8~32V 폭넓은 입력 전원을 인가해도 시스템 전원은 항상 5V, 18~24V 생활 전기를 공급하도록 한다. CPU는 8Bit MCU이고, LCD Driver는 HT1621 LCD Driver로 각종 정보를 Display 한다. 또한 LCD는 포타블 엑스레이 제어 표시용 LCD 이고, 표시정보는 조사시간, 피폭자 성인 및 유아, 조사 중 조사 상태, 메모리 모드, 배터리 레벨, 알람 정보 등이 표시 된다. Power Booster는 In 8~18V와 Out 24V 5A Max이다. 또한 DC-DC(+12V) Isolation Converter는 In 8~18V와 Out 12V 1A Max이고, Emitter Control은 2KV High Voltage On/Off 제어(필라멘트에는 없음)이다. 전원 공급은, 배터리 3.7볼트 6개 혹은 슈퍼캐패시터를 2,7볼트 6~9개 연결하여 시스템에 전원 공급한다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 주로 치과용으로 사용하는 엑스레이 장치의 영상품질 향상, 장수명 보장, 저소비전력, 밧데리 없는 제품, 급속충전, 소형화 및 경량화 그리고 조작성 개선과 피폭 대책 안정성을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 정면 사시도이고, 도 2 는 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 배면 사시도이며, 도 3 은 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 정단면도이다.

그리고 도 4 는 본 발명에 적용된 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치의 정면 사시도이고, 도 5 는 본 발명에 적용된 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치의 배면 사시도이다.

또한 도 6 은 본 발명에 적용된 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 블럭 구성도이다.

특히 본 발명에 적용된 Main PCB는 4 Layer Epoxy PCB로 이루어지고, Rotary Encoder는 Wheel Type Rotary Encoder를 이용하여 촬영시간, 사용자 메모리 번지 불러오거나 저장하기, 성인 유아 등 모드 등을 변경하게 된다.

또한 조사스위치(Expose SW)(11)는 권총 방아쇠에 해당하는 위치에 스위치를 배치하여 검지 손가락을 이용하여 방아쇠를 당기듯이 당기면 X-Ray가 방출 된다.

그리고 장비 뒤편에 있는 유에스비 잭(USB Jack)은 다른 장비와 연동 할 수 있도록 연결하여 조사스위치(Expos)를 누르지 않고 엑스레이 촬영이 가능하게 하였다.

또한 어댑터 잭(Power Adaptor Jack)(14)는 DC 12V Adaptor를 연결하여 촬영하거나 충전장치에 전원을 공급할 때 사용한다.

또한 Enter Button은 2가지 기능을 가지고 있는데, 전원 켜기와 끄기(Power On/Off)와 메모리 호출 및 저장 기능을 가지고 있으며, 파워를 켤 때는 꺼진 상태에서 0.5초 이상 누르면 즉시 전원을 켜고(Power on), 4초 이상 길게 누르면 전원을 차단(Power off)한다.

또한 메모리 정보호출 및 저장기능은 전원이 켜진 상태에서 짧게 눌러 저장된 정보를 4단계로 불러 올 수 있고 로타리 엔코더를 회전하여 시간 등을 변경한 뒤에 엔터 버튼을 약 2초 정도 눌러 저장 되도록 하였다.

즉, 사용자가 촬영 조건을 4개의 메모리에 저장하거나 미리 저장된 촬영 조건을 메모리에서 불러 올 때, 성인 및 유아 등 촬영 대상에 따라 모드 변경 등을 실행 할 때 사용한다.

그리고 Power Off시는 수 uA전류가 흘러 6개월 정도 전원을 차단하고 있어도 완전 방전되지 않도록 설계된 것이다.

마지막으로 아무런 작동을 하지 않고 있으시는 30초 후에 자동 전원이 차단된다.

한편, 본 발명의 작동은 먼저 사용자가 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치(1)를 잡고 로터리 엔코더 및 엔터버튼(rotary encoder 및 enter button)(12)를 '온'시킨다.

그러면 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치(1)의 LCD(16)가 초기화되고, 제어부(10)에 의해 메모리가 로드된다.

이어서 로터리 회전 업→로터리 회전 다운→조사스위치(expose sw)(11)작동→엔터버튼(12)이 눌리지 않을 경우에는 이와 같은 작동 순서대로 순차적으로 작동되고, 상기 로터리 회전 업이 눌릴 경우에는 설정시간 업으로 그리고 로터리 회전 다운이 눌릴 경우에는 설정시간 다운으로 이동한다.

또한 조사스위치(expose sw)(11)작동이 눌릴 경우에는 필라멘트 온→딜레이 1sec→H-Volt ON→딜레이 셋 타임→H-Volt off순으로 작동한다.

그리고 엔터버튼(12)이 눌릴 경우에는 메모리 어드레스→메로리 로드 순으로 작동한다.

상기한 본 발명은 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 세밀한 제어로 저선량 피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치한 것이다.

본 발명 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치
10: 제어부
20: 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치

Claims

휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치를 콘트롤 제어하는 제어부;
상기 제어부와 연결되며, 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치에 CNT(Carbon Nano Tube)를 적용하고, 세밀한 제어로 저선량 피폭(Low Does) 실현이 가능하도록 하고, 탄소나노튜브타입은 필라멘트(Filament)가 없어 소비 전력을 대폭 감소시킬 수 있도록 하고, 고압장치를 소형화(Compact Structure) 하기 위해 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압 다이오드(Diode) 구조를 샌드위치 구조로 배치함으로써 실장 공간을 최소화한 고압장치를 배치한 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치; 및
상기 제어부에는 파워스위치와 연결되며, 전기를 일정량 저장하는 전원 공급원은 7볼트(V)에서 48볼트(V)의 배터리 및 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)를 적용하여 1~10분 정도로 순간 충전기능을 두어 사용 대기시간을 줄이고, 특히 슈퍼캐패시터는 수명이 50,000시간 이상으로 일정한 성능을 보장하므로 기기 성능이 다할 때까지 배터리 교체가 없어 이로 환경 개선 효과가 있으며 유지 보수가 쉬어 비용 절감과 사용 편의성 극대화를 꾀할 수 있도록 하고 또한 순간 충전 시스템은 35~3000패럿의 슈퍼 캐패시터(Super Capacitor)에 저전압-대전류 충전 회로를 연결하여 급속 충전을 실시하므로 짧은 시간에 충전이 가능하게 하고 이로 인해 충전 시간을 10분 이내로 순간 충전하여 사용의 편리성을 극대화 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치.
청구항 1 에 있어서,
상기 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치는,
몸체 내부에 구비되는 고압트랜스(FBT; fly back trans);
몸체 내부에 구비되어 X-Ray cnt Tube에 인가하는 DC 고압을 발생하는 복수개의 고압 캐패시터(Capacitor)와 고압다이오드(diode)를 구비한 고압모듈;
몸체 내부에 구비되며, 애노드(Anode)와 캐소드(cathode) 혹은 애미터(Emitter)를 가진 진공관 구조로 일정 전압의 높은 전압이 인가되고 필라멘트 혹은 애미터(Emitter) 에서 전자가 방출될 때 애노드(Anode) 에서 X-ray 광선이 나오는 엑스레이 씨엔티 튜브(X-Ray cnt Tube);가 포함됨을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치.
청구항 2 에 있어서,
상기 엑스레이 소스(X-Ray Source)의 고압장치는,
엑스스레(X-RAY) 방출을 억제하는 물질을 혼합하여 몰딩함으로 절연효과 및 피폭안전을 효과적으로 확보하기 위해 고분자재료를 혼합하되, 고분자재료는,
폴리우레탄 수지, 폴리실록산 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 아크릴 수지, 및 알키드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제1수지;
폴리 비닐알콜(PVA), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 및 저밀도 폴리 에틸렌(LDPE)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 제2수지; 및
제1,2수지에 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 수지가 포함된 분말;에 의해 고압모듈을 일체화하고 고체 몰딩 처리함을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치.
청구항 1 에 있어서,
상기 제어부에는,
LCD 드라이버와 연결되어 디스플레이되는 LCD;
파워 온/오프와 연결되어 방아쇠를 당기면 엑스레이가 방출되도록 한 조사스위치(expose sw); 및
파워 온/오프 및 CPU와 연결되어 촬영조건 설정 실행과 전원 제어를 위한 로터리 엔코더 및 엔터버튼(rotary encoder 및 enter button);가 포함됨을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치.
청구항 1 에 있어서,
상기 제어부에는,
파워스위치와 연결되며, 전기를 일정량 저장하여 공급전원의 안정화를 꾀하는 충전기(charger); 및
충전기(charger)와 연결되며, 어댑터를 연결하여 촬영하거나 충전장치에 전원을 공급할 때 사용하는 파워 어댑터 잭(power adaptor jack);가 포함됨을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치.
청구항 4 에 있어서,
상기 로터리 엔코더 및 엔터버튼(rotary encoder 및 enter button)은,
Wheel Type Rotary Encoder를 이용하여 촬영시간, 사용자 메모리 번지 불러오거나 저장하기, 성인 및 유아 모드를 변경하도록 구성함을 특징으로 하는 휴대용 탄소나노튜브 및 필라멘트 타입 엑스레이장치.