KR102361124B1

KR102361124B1 - 엑스선 영상센서장치

Info

Publication number: KR102361124B1
Application number: KR1020150031778A
Authority: KR
Inventors: 김영균
Original assignee: 주식회사 레이언스; (주)바텍이우홀딩스
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2022-02-10
Also published as: KR20160108022A

Abstract

본 발명은 X선을 가시광선으로 변환하는 형광체패널과, 상기 가시광선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 센서패널과, 상기 센서패널 후방에 위치하는 인쇄회로기판을 포함하는 센서 어셈블리와; 상기 센서 어셈블리의 외부를 감싸는 연질의 몰드 하우징을 포함하는 X선 영상센서장치를 제공한다.

Description

엑스선 영상센서장치{X-ray image sensor device}

본 발명은 X선 영상센서장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 벤더블(bendable) 특성을 갖는 간접변환방식의 X선 영상센서장치에 관한 것이다.

구강 내 치아 및 주변조직의 X선 영상을 얻기 위한 구강 내 X선 촬영에서 기존에는 필름을 이용한 방식이 사용되었다.

그런데, 필름 방식의 경우 구강 내에서 과도하게 휘어져 영상 왜곡이 발생될 가능성이 높고, 촬영된 필름의 현상 및 보관상의 문제 등에 기인하여 비용 및 시간 측면에서 비효율적이었다. 이를 개선하기 위해, 디지털 방식의 X선 영상센서 장치인 구강센서장치가 현재 널리 사용되고 있다.

디지털 방식의 구강센서장치는 센서패널에서 입사된 X선을 직접 전기적 신호로 변환하는 직접변환방식과, X선을 형광체패널을 사용하여 가시광선으로 변환한 후 센서패널에서 가시광선을 전기적 신호로 변환하는 간접변환방식으로 구분된다.

종래의 간접변환방식 구강센서장치는 광검출소자가 형성된 센서패널에 형광체패널이 결합된 복층형 평판 구조로 구성되며, 이와 같은 구성부품들은 딱딱한(rigid) 재질로 이루어지게 된다. 이에 따라, 종래의 구강센서장치는 유연하게 휘지 않는 딱딱한 특성을 갖게 된다.

따라서, 구강 내 촬영 시 환자는 이물감이나 통증을 크게 느끼게 되는 문제가 있다. 일례로, 치아 및 치아주변조직 등 구강 내 구조물의 X선 영상을 얻기 위한 구강 내 X선 촬영의 경우, 구강센서장치를 구강 내에 위치시키고 외부에서 X선을 조사하여 그 사이에 있는 구조물을 X선 촬영한다. 이때, 보다 정확한 X선 영상을 얻기 위해 구강센서장치는 구강 내 구조물을 향해 가압 및 밀착되는데, 이로 인해 환자는 이물감은 물론 상당한 고통을 호소하고 있다.

따라서, 환자의 불편감을 해소할 수 있는 간접변환방식의 구강센서장치에 대한 개발이 시급하다.

본 발명은 간접변환방식의 X선 영상센서장치에 대해 유연하게 휘는, 이른바 벤더블 특성을 구현함으로써 환자의 불편감을 개선하는 것을 과제로 한다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 X선을 가시광선으로 변환하는 형광체패널과, 상기 가시광선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 센서패널과, 상기 센서패널 후방에 위치하는 인쇄회로기판을 포함하는 센서 어셈블리와; 상기 센서 어셈블리의 외부를 감싸는 연질의 몰드 하우징을 포함하는 X선 영상센서장치를 제공한다.

여기서, 상기 센서 어셈블리의 후방을 덮는 판 형태로 구성되거나, 상기 센서 어셈블리의 후방 및 측방을 덮는 형태로 구성되거나, 상기 센서 어셈블리의 후방과 측방과 전방 가장자리를 덮는 형태로 구성된 몰드 케이스를 포함하고, 상기 몰드 하우징은, 결합된 상기 센서 어셈블리 및 몰드 케이스의 외부를 감쌀 수 있다.

상기 몰드 케이스가 상기 센서 어셈블리의 후방과 측방과 전방 가장자리를 덮는 형태로 구성된 경우에, 상기 몰드 케이스는 상기 센서 어셈블리의 전방 가장자리의 전체를 덮거나 일부를 덮도록 구성될 수 있다.

상기 센서 어셈블리는 상기 센서패널과 인쇄회로기판 사이에 위치하며, 상기 센서패널의 탄성을 제한하는 탄성조절부재를 포함할 수 있다.

상기 형광체패널은 상기 센서패널의 전방에 위치할 수 있다.

상기 형광체패널은 형광체와, 상기 형광체를 덮는 보호막을 포함하고, 상기 형광체는 Gd₂O₂S:Tb, CsI:Na, CsBr:Eu, LiI:Eu, CsI:Tl 중 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.

상기 탄성조절부재의 제1방향으로의 탄성도가 제2방향으로의 탄성도에 비해 작도록 구성되며, 상기 제1방향은 상기 X선 영상센서장치의 장축 방향이며, 상기 제2방향은 상기 X선 영상센서장치의 단축 방향일 수 있다.

상기 제1 및 제2 방향의 탄성도 비는 1:1.5 내지 1:6일 수 있다.

상기 몰드 하우징은 쇼어 경도(shore hardness)가 A 30~50인 물질을 포함할 수 있다.

상기 몰드 하우징은 실리콘이나 우레탄 물질을 포함할 수 있다.

상기 몰드 케이스는 쇼어 경도(shore hardness)가 D 10~20인 물질을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 간접변환방식의 구강센서장치는, 벤더블 특성을 갖는 센서 어셈블리를 구성하고 이의 외부를 감싸는 연질의 몰드 하우징을 사용하게 된다.

더욱이, 센서 어셈블리의 탄성도를 제한하는 탄성조절부재나, 벤더블 특성을 제한하는 몰드 케이스를 더욱 구비할 수 있다.

이에 따라, 환자의 불편함을 상당 정도 완화할 수 있으며 영상의 정확도를 향상시킬 수 있는 벤더블 특성의 간접변환방식 구강센서장치가 구현될 수 있게 된다. 또한, 전송 케이블과 구강센서장치의 전기적 접속을 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 센서 어셈블리 구조의 제1예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 도 3의 센서 어셈블리의 센서패널과 형광체패널의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 인쇄회로기판을 개략적으로 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 센서 어셈블리 구조의 제2예를 개략적으로 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 탄성조절부재의 일예를 도시한 부분 확대 사시도.
도 8은 도 6의 탄성조절부재의 다른 예를 도시한 부분 확대 사시도.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 구강센서장치의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 구강센서장치의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도.
도 12 및 13은 도 11의 구강센서장치의 몰드 케이스의 예들을 개략적으로 도시한 평면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 X선 영상센서장치는 벤더블 특성을 갖는 영상센서장치로서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 벤더블 특성을 갖는 구강센서장치를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 구강센서장치(100)는, X선을 검출하여 전기적 신호를 생성하고 출력하는 센서 어셈블리(sensor assembly; 105)와, 센서 어셈블리(105)의 외부를 직접 감싸는 몰드 하우징(mold housing; 190)을 포함할 수 있다.

센서 어셈블리(105)는 벤더블 특성을 갖도록 구성되는데, 이에 대해 이하에서 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 센서 어셈블리 구조의 제1예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 센서 어셈블리의 센서패널과 형광체패널의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

센서 어셈블리(105)는 센서패널(110)과 형광체패널(120)과 인쇄회로기판(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 형광체패널(120)과, 센서패널(110)과, 인쇄회로기판(130)은 X선의 진행 방향을 따라 배치되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

센서패널(110)로서는 CCD 패널, CMOS 패널, TFT 패널 등이 사용될 수 있다. 센서패널(110)에는 영상을 획득하기 위한 유효영역, 즉 액티브 영역에 횡방향과 열방향을 따라 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된다. 각 화소에는 기판(111) 상에 포토다이오드와 같은 광전변환소자(112)와 스위칭 소자가 구성되어, 입사된 광을 전기적 신호로 변환 및 전송하게 된다. 한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 센서패널(110)의 일측에는 전기적 신호를 출력하기 위한 패드들이 구성되어 있고, 스위칭 소자는 CMOS 트랜지스터 또는 TFT로 구현될 수 있다.

구강센서장치(100)의 벤더블 특성 구현을 위해, 센서패널(110) 또한 벤더블 특성을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 센서패널(110)은 반도체, 세라믹, 유리 등의 취성 기판을 사용한 것을 전제로 기판(111)의 두께가 100um 이하, 일례로 30um~70um의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 두께로 기판(111)을 형성하게 되면, 센서패널(110)의 벤딩 강도(bending strength)가 최적화될 수 있다.

위와 같은 두께의 센서패널(110)을 형성하기 위해, 예를 들면, 기판(111)의 배면 측을 일정 두께 제거하는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 광전변환소자(112)가 형성된 면과 반대되는 배면에 대해, 기계적 그라인딩(grinding), 화학적 연마, 플라즈마 에칭 등의 공정을 진행하여 기판(111)의 두께를 전술한 바와 같은 정도로 얇게 형성할 수 있게 된다.

형광체패널(120)은 센서패널(110)의 전방으로서 X선 입사측에 배치되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않으며 센서패널(110)의 후방에 배치될 수도 있다. 이와 같은 형광체패널(120) 또한 벤더블한 특성을 갖도록 구성된다.

형광체패널(120)은 형광체(121)와, 형광체(121) 전방에서 이를 덮는 보호막(122)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성된 형광체패널(120)은 센서패널(110)과 별개로 제조되어 센서패널(110)에 접찹제(161)를 통해 부착될 수 있다.

한편, 다른 예로서, 형광체(121)와 보호막(122)은 센서패널(110)의 기판(111) 전방면 상에 직접 형성될 수 있다. 즉, 형광체패널(120)은 별도의 접착제 없이, 센서패널(110)에 직접 형성되도록 구성될 수 있다.

형광체(121)로서는, 예를 들면, Gd₂O₂S:Tb, CsI:Na, CsBr:Eu, LiI:Eu, CsI:Tl 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

형광체(121)는 대략 1um~1000um의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다. 형광체(121)는 일정 간격으로 이격된 격자 구조나 벌집 구조로 형성되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 형광체패널(120)에는, 형광체(121)과 보호막(122) 사이에 구성되어 가시광선을 반사하는 반사층이 더욱 구비될 수 있다.

회로패널인 인쇄회로기판(130)은 센서패널(110)의 후방으로서 X선 입사측의 반대측에 배치된다. 인쇄회로기판(130)은 센서패널(110)의 일측과 전기적으로 연결되어 센서패널(110)에서 발생된 전기적 신호를 전달받아 외부로 전송하게 된다.

이와 관련하여 본 발명의 제1실시예에 따른 인쇄회로기판(130)을 개략적으로 도시한 평면도인 도 5를 참조하면, 인쇄회로기판(130)에는 패널 연결 패드부(131)와, 도전 배선 패턴부(133)와, 케이블 연결 패드부(135)가 구성될 수 있다.

패널 연결 패드부(131)는 도시한 바와 같이 인쇄회로기판(130)의 일측에 구성되고, 여기에는 다수의 패드들이 형성되어 있다. 이와 같은 패널 연결 패드부(131)의 패드들은 센서패널(110)의 일측에 구성된 대응되는 패드들과 와이어 본딩(wire bonding), 솔더링(soldering) 또는 ACF (Anisotropic Conductive Film) 등을 통해 전기적으로 연결되어, 센서패널(110)에서 발생된 전기적 신호를 인가 받게 된다.

도전 배선 패턴부(133)에는, 양단에 위치하는 패널 연결 패드부(131)와 케이블 연결 패드부(135)를 연결하는 다수의 배선 패턴이 형성된다. 배선 패턴의 일끝단은 패널 연결 패드부(131)에 연결되어, 센서패널(110)으로부터 인가된 전기적 신호를 배선 패턴의 타끝단에 연결된 케이블 연결 패드부(135)로 전달하게 된다.

케이블 연결 패드부(135)는 외부로 전기적 신호를 전송하기 위한 전송 케이블(도 1, 2의 210 참조)이 연결되는 구성에 해당된다. 여기서, 전송 케이블(210)은 케이블 연결 패드부(135)와 다양한 방식으로 연결될 수 있는데, 예를 들면, 솔더링(soldering) 방식이나 커넥터(connector) 방식 또는 전도성 필름(Conductive Film)으로 연결될 수 있다.

구강센서장치(100)의 벤더블 특성 구현을 위해, 인쇄회로기판(130)은 대략 150~350um의 두께를 가질 수 있는데 이에 한정되지는 않으며, 센서패널(110) 이하의 탄성도라면 충분하다.

한편, 인쇄회로기판(130)의 일면에는 패널 연결 패드부(131)와, 도전 배선 패턴부(133)와, 케이블 연결 패드부(135)와 전기적으로 절연된 금속 박막(137)이 더욱 구성될 수 있다. 이와 같은 금속 박막(137)은, 예를 들면, 구리(Cu)로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

금속 박막(137)은 전술한 구성들인 패널 연결 패드부(131)와, 도전 배선 패턴부(133)와, 케이블 연결 패드부(135)가 형성된 영역을 제외한 영역 중 적어도 일부에 형성될 수 있다.

이와 같은 금속 박막(137)은 인쇄회로기판(130)의 접지 수단과 EMI(electromagnetic interference) 차폐 수단으로서 기능할 수 있다.

더욱이, 금속 박막(137)은 인쇄회로기판(130)의 벤더블 특성을 조절하는 수단으로서 기능할 수 있다.

이와 관련하여, 금속 박막(137)이 없는 경우에는 패널 연결 패드부(131)와, 도전 배선 패턴부(133)와, 케이블 연결 패드부(135)가 형성된 영역과 그 외의 영역 간의 휨 정도가 큰 차이를 보이지만, 금속 박막(137)을 형성함에 따라 그 차이를 완화시켜 인쇄회로기판(130)의 전체적인 휘어짐 정도를 영역별로 고르게 할 수 있다. 그리고 금속 박막(137)의 재료나, 형성 면적, 두께 등을 조절함으로써, 인쇄회로기판(130)의 휨 정도가 조절될 수 있다.

한편, 센서패널(110)과 형광체패널(120)은 제1접착제(161)를 통해 결합될 수 있으며, 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130)은 제2접착제(162)를 통해 결합될 수 있다.

제1 및 2접착제(161, 162)로는 연성이 우수한 접착제로서, 예를 들면, OCA(optically clear adhesive)가 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 이처럼 연성이 우수한 제1 및 2접착제(161, 162)를 사용함으로써 구강센서장치(100)가 휘어질 때 발생하는 층간 응력이 효과적으로 완화될 수 있다.

이와 관련하여, 센서패널(110), 형광체패널(120), 인쇄회로기판(130)은 서로 이종 특성을 갖는 별개의 구성들로서, 특히 인장(tensile) 특성이 서로 상이하다. 이에 따라, 구강센서장치(100)가 휘는 경우에, 위와 같은 이종 구성들 사이에는 변위차가 발생하게 되고, 이에 따라 인장 응력이 발생된다. 이와 같은 경우에 이종 구성들 사이에 연성의 접착제(161, 162)를 사용함으로써, 인장 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 센서 어셈블리 구조의 제2예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 제2예에 따른 센서 어셈블리(105)는 탄성조절부재(160)를 더욱 구비하게 된다.

이와 같은 탄성조절부재(160)는, 일예로 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130) 사이에 배치되고, 센서패널(110)과 대응되는 형상으로서 센서패널(110) 후방 전체를 덮도록 형성될 수 있다.

탄성조절부재(160)는 제3접착제(163)를 통해 전방의 센서패널(110)에 결합될 수 있으며, 또한 제2접착제(162)를 통해 후방의 인쇄회로기판(130)에 결합될 수 있다. 여기서, 제3접착제(163)로는 연성이 우수한 접착제로서, 예를 들면, OCA가 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

탄성조절부재(160)는 센서패널(110) 또는 인쇄회로기판(130) 이상의 탄성도를 나타내는 탄성재질로 이루어질 수 있다.

이를 통해, 탄성조절부재(120)는 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130)의 휘어짐 정도 즉, 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130)의 탄성도를 자신의 휘어짐 정도 이하 즉, 탄성조절부재(160)의 탄성도 이상으로 조절할 수 있다.

이에 따라, 탄성조절부재(160)의 탄성한도 내 외력의 크기에 따라 센서 어셈블리(105)의 휘어짐 정도가 가변되면서 벤더블 특성과 복원력을 갖도록 하는 동시에, 센서 어셈블리(105)의 휘어짐에 대해 센서패널(110)의 취성을 완화시켜 보호하는 기능을 한다.

즉, 사이즈나 두께 등에 따라 각각의 탄성도는 차이가 있을 수 있지만, 임의로 센서패널(110)의 탄성도를 제 1 탄성도, 인쇄회로기판(130)의 탄성도를 제 2 탄성도라 가정하면, 제 1 탄성도는 통상 제 2 탄성도 이상이다. 그리고, 탄성조절부재(120)는 제 1 탄성도 이상의 제 3 탄성도를 나타내는 탄성재질로 구성되는바, 이로써 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130)의 탄성도를 제 3 탄성도 이상으로 조절하여 구강센서장치(100)가 탄성조절부재(160)의 탄성한계 내에서 휘어짐 가능하도록 하는 한편, 탄성조절부재(160)의 탄성도에 의해 탄성조절부재(160)의 탄성한계 내에서 구강센서장치(100)가 휘어진 후 외력이 제거되면 다시 원래 형태로 복원되도록 하는 역할을 한다.

이를 위해, 탄성조절부재(160)는 수지재질, 특히 2종류 이상의 소재가 조합된 복합재료의 수지재질이 사용될 수 있고, 바람직하게는 강화재와 수지를 포함하는 복합수지재질이 사용될 수 있다.

더 나아가, 탄성조절부재(160)는 평면적으로 볼 때 제1방향의 휨 특성과 이와 수직한 제2방향의 휨 특성이 서로 상이하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 관련하여, 구강센서장치(100)가 평면을 기준으로 x축 방향의 길이가 이와 수직한 y축 방향의 길이 보다 긴 장방형 형태로 형성된 경우를 예로 들 때, 탄성조절부재(160)는 장축 방향인 x축 방향의 휨 특성이 단축 방향인 y축 방향의 휨 특성 보다 크도록 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 구강센서장치(100)가 실질적으로 정방형의 형태로 형성된 경우에도, x축과 y축 방향의 휨 특성이 서로 상이하도록 구성할 수 있다.

이와 같은 휨 특성에 따라, 구강센서장치(100)는 단축 방향에 비해 장축 방향으로 더욱 잘 휘게 되어, 구강센서장치(100)를 사용한 구강 내 촬영 시 환자의 불편감을 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.

이와 관련하여, 구강 내 촬영 시에는, 구강센서장치(100)의 모서리 부분에 의해 환자의 불편감이 유발되며, 특히 장축 방향의 끝단 부분이 환자의 불편감 유발에 매우 큰 작용을 하게 된다. 이러한바, 구강센서장치(100)에 휨 특성, 특히 장축 방향에 보다 큰 휨 특성을 부여함으로써, 환자가 느끼는 불편감을 상당한 정도로 완화시킬 수 있게 된다.

또한, 탄성조절부재(120)는 장축 방향인 x축 방향의 휨 특성이 단축 방향인 y축 방향의 휨 특성 보다 크므로 비틀림 응력을 X, Y축 방향의 응력으로 분산시키되 그 대부분을 x축 방향의 응력으로 전환시켜 센서패널(110), 특히 기판(111)의 파손을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이 평면상 방향에 따라 서로 다른 휨 특성을 갖는 탄성조절부재(120)는, 복합재료의 수지재질로서 예를 들면, 섬유강화재를 포함하는 FRP(fiber reinforced polymer)로 이루어질 수 있다. FRP는 불포화 폴리에스터, 에폭시, 페놀, 폴리이미드 등의 열경화성 수지나 폴리아미드, 폴리카보네이트, ABS, PBT, PP, SAN 등의 열가소성 수지 기재에 유리 섬유, 탄소 섬유, 붕소 섬유 등의 무기계 섬유 또는 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 케블라(Keblar) 섬유 등의 유기계 섬유가 강화재로 포함된 물질이다.

이와 같은 탄성조절부재(160)와 관련하여 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 7은 도 6의 탄성조절부재의 일예를 도시한 부분 확대 사시도로서, 탄성조절부재(160)의 단면이 도시된다.

도 7을 참조하면, 탄성조절부재(160)에는 제1방향, 즉 x 방향을 따라 제1원사(FT1)가 배열된 제1원사층(160a)과, 제2방향, 즉 y 방향을 따라 제2원사(FT2)가 배열된 제2원사층(160b)이 각각 수지기재에 함침된 상태로 두께 방향을 따라 교대로 배치되어 있다. 여기서, 제1및 제2원사(FT1, FT2)는 전술한 섬유를 결집하여 일방향으로 엮음으로써 형성될 수 있게 된다.

특히, 도 7에서는 x축 즉 장축 방향으로 제1원사(FT1)가 배열된 제1원사층(160a)의 수가, y축 즉 단축 방향으로 제2원사(FT2)가 배열된 제2원사층(160b)의 수에 비해 적게 형성되는데, 도 7에서는 설명의 편의를 위해, 제1원사층(160a)은 1개, 제2원사층(160b)은 2개가 배치된 경우를 예로 들고 있다. 그리고 제1및 제2원사(FT1, FT2)는 카본재질로서, 본 실시예에 따른 탄성조절부재(160)는 CFRP를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 장축 방향의 제1원사층(160a)이 단축 방향의 제2원사층(160b)에 비해 적은 수로 형성됨으로써, 장축 방향이 상대적으로 낮은 탄성도 즉 높은 휨 특성을 갖게 되고 단축 방향이 상대적으로 높은 탄성도 즉 낮은 휨 특성을 갖게 된다.

여기서, 장축 방향의 탄성도와 단축 방향의 탄성도의 비는 대략 1:1.5~1:6 정도가 될 수 있고, 장축 방향의 탄성도는 휨강도 50~150MPa, 단축 방향의 탄성도는 휨강도 250~300Mpa을 나타내도록 탄성조절부재(160)를 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 탄성조절부재(160)는 대략 200~400um의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 형태로 원사 배열 방향이 서로 교차하는 원사층(160a, 160b)의 적층수를 달리함으로써, 장축 방향이 단축 방향에 비해 높은 휨 특성을 갖는 탄성조절부재(160)를 구현할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예의 탄성조절부재의 다른 예에 대해 도 8을 참조할 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1방향, 즉 x 방향을 따라 배열된 제1원사(FT1)와 제2방향, 즉 y 방향을 따라 배열된 제2원사(FT2)가 교차된 상태로 수지기재에 함침되어 있고, 특히 x축 즉 장축 방향으로 배열된 제1원사(FT1)의 밀도(즉, 이격 간격)가 y축 즉 단축 방향으로 배열된 제2원사(FT2)의 밀도(즉, 이격 간격)보다 낮게 형성되어 있다. 그리고 제1및 제2원사(FT1, FT2)는 카본재질로서 CFRP를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 장축 방향을 향하는 제1원사(FT1)의 밀도가 단축 방향을 향하는 제2원사(FT2)의 밀도보다 낮게 형성됨으로써, 장축 방향이 상대적으로 낮은 탄성도 즉 높은 휨 특성을 갖게 되고 단축 방향이 상대적으로 높은 탄성도 즉 낮은 휨 특성을 갖게 된다.

여기서, 앞서와 마찬가지로, 장축 방향의 탄성도와 단축 방향의 탄성도의 비는 대략 1:1.5~1:6 정도가 될 수 있고, 장축 방향의 탄성도는 휨강도 50~150MPa, 단축 방향의 탄성도는 휨강도 250~300Mpa을 나타내도록 탄성조절부재(160)를 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 탄성조절부재(160)는 대략 200~400um의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 형태로 서로 교차하는 제 1 및 제 2 원사(FT1, FT2)의 밀도를 달리하여 장축 방향이 단축 방향에 비해 높은 휨 특성을 갖는 탄성조절부재(160)를 구현할 수 있게 된다.

한편, 도 1 및 2를 재차 참조하면, 전술한 제1예 또는 제2예의 구조를 갖는 벤더블 특성의 센서 어셈블리(105)는 그 외부가 몰드 하우징(190)에 의해 감싸지게 된다. 몰드 하우징(190)은 연질 특성을 갖는 재질로서, 예를 들면, 실리콘이나 우레탄(urethane)으로 이루어질 수 있다.

특히, 몰드 하우징(190)을 구성하는 연질 재질로서 쇼어 경도(shore hardness)가 대략 A 30~50인 물질이 사용되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

위와 같이 연질 특성을 갖는 몰드 하우징(190)을 사용하게 되면, 구강내 촬영시 환자가 느끼는 고통이 상당한 정도로 완화될 수 있게 된다.

즉, 구강내 조직과 직접적으로 접촉하게 되는 구강센서장치(100)의 최외부 구성인 몰드 하우징(190)에 대해 연질 특성을 부여함으로써, 구강센서장치(100)와의 접촉시 환자는 부드러운 질감을 느끼게 되어, 환자가 느끼는 고통이 효과적으로 완화될 수 있게 된다.

더욱이, 몰드 하우징(190)은 전송 케이블(210)의 일부를 덮도록 연장되어 형성될 수 있다.

이와 관련하여, 전송 케이블(210)은 전기적 신호를 전송하는 도선과 이 도선을 감싸는 절연물질로 이루어진 피복 즉 제1피복을 포함하며, 피복으로 감싸진 도선은 구강센서장치(100)의 외부로 연장된다. 여기서, 인쇄회로기판(130)과 접속되는 일단으로부터 일정 길이까지의 부분은 외부 피복 즉 제2피복(211)으로 감싸여져 있다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 제2피복(211)으로 감싸진 전송 케이블(210) 부분을 피복부라고 한다.

이때, 전송 케이블(210)의 피복부의 적어도 일부는, 구강센서장치(100)를 감싸는 몰드 하우징(190)의 연장부(191)에 의해 감싸지도록 구성된다. 본 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 몰드 하우징(190)의 연장부(191)가 전송 케이블(210)의 피복부를 모두 덮도록 형성된 경우를 예로 든다.

이처럼, 몰드 하우징(190)을 전송 케이블(210)의 일부를 감싸도록 연장하여 형성함으로써, 전송 케이블(210)은 구강센서장치(100)에 보다 더 견고하게 고정될 수 있게 된다. 이에 따라, 전송 케이블(210)의 전기적 접속은 보다 더 안정적으로 이루어질 수 있다.

한편, 제2피복(211)은 몰드 하우징(190)과 동일한 계열의 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 관련하여 예를 들면, 제2피복(211)은 실리콘이나 우레탄 계열의 수질 물질로 이루어질 수 있다.

이처럼, 몰드 하우징(190)과 동종 계열의 물질로 제2피복(211)을 형성함으로써, 몰드 하우징(190)과 제2피복(211)의 접합 특성이 향상되어, 결과적으로 전송 케이블(210)과 구강센서장치(100)의 접속은 더욱 안정화될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 센서 어셈블리를 구성하는 구성부품들에 대해 벤더블 특성을 구현할 수 있는 재질이나 구조로 형성함으로써, 구강센서장치는 벤더블 특성을 갖도록 구현될 수 있다. 더욱이, 센서 어셈블리에 탄성조절부재를 더욱 구비함으로써, 구강센서장치가 제한된 범위 내에서 벤더블 특성을 갖게 된다.

또한, 구강센서장치의 최외측에 연질의 몰드 하우징을 구성함으로써, 구강 내 접촉 부위에서의 고통을 최소화할 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 벤더블 특성을 갖는 구강센서장치가 제공될 수 있게 되어, 환자의 불편감을 완화할 수 있게 되며, 또한 구강 내의 3차원 형상을 정확하게 촬영할 수 있고, 전송 케이블과 구강센서장치의 전기적 접속을 안정적으로 고정시킬 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

여기서, 설명의 편의를 위해, 이하에서는 전술한 제1실시예와 동일유사한 구성에 대해 구체적인 설명은 생략할 수 있다.

도 9를 참조하면, 제2실시예에 따른 구강센서장치(100)는 전체적인 벤더블 특성을 정의하는 경질의 몰드 케이스(200)를 더욱 구비할 수 있다.

여기서, 구강센서장치(100)의 센서 어셈블리(105)는 전술한 제1실시예의 제1예나 제2예의 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

몰드 케이스(200)는 센서 어셈블리(105)의 후방 전체 즉 인쇄회로기판(도 2 및 6의 130 참조)의 배면 전체를 덮도록 판 형태로 구성될 수 있다.

이때, 몰드 케이스(200)는 전송케이블(210)과 인쇄회로기판의 접속을 위해, 전송케이블(210)이 관통하는 관통홀을 갖도록 구성된다.

한편, 다른 예로서, 도 10에 도시한 바와 같이, 몰드 케이스(200)는 센서 어셈블리(105)의 후방 및 측방을 모두 덮고 전방이 개방된 "U" 형상인 박스 형상으로 구성될 수 있다. 즉, 몰드 케이스(200)는 센서 어셈블리(105)의 후방 전체를 덮는 기저부(201)와, 기저부(201)에서 전방으로 절곡되며 센서 어셈블리(105)의 측방 전체를 덮는 측벽부(202)로 구성될 수 있다. 이처럼, "U" 형상으로 몰드 케이스(200)를 형성하게 되면, 몰드 케이스(200)의 일방향으로의 변형시 그 복원력이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 또 다른 예로서, 도 11에 도시한 바와 같이, 몰드 케이스(200)는 센서 어셈블리(105)의 후방 및 측방을 모두 덮으면서 그 전방 가장자리를 덮는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 몰드 케이스(200)는 센서 어셈블리(105)의 후방 전체를 덮는 기저부(201)와, 기저부(201)의 끝단에서 전방으로 절곡되며 센서 어셈블리(105)의 측방 전체를 덮는 측벽부(202)와, 측벽부(202)의 전방 끝단에서 내측으로 절곡되며 센서 어셈블리(105)의 전방 가장자리를 덮는 테두리부(203)을 포함할 수 있다.

이때, 테두리부(203)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 평면적으로 센서 어셈블리(105) 전방 가장자리 전체를 따라 대응되게 형성될 수 있다.

한편, 테두리부(203)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 테두리부(203)가 평면적으로 센서 어셈블리(105) 전방 가장자리 일부로서 센서 어셈블리(105)의 서로 마주보는 두 단변 측의 가장자리에 대응되게 형성될 수 있다. 물론, 도 13에 도시한 바와 달리, 테두리부(203)는 센서 어셈블리(105)의 서로 마주보는 두 장변 측의 가장자리에 대응되게 형성될 수도 있다.

위와 같이, 센서 어셈블리(105)의 전방 가장자리의 적어도 일부를 덮는 테두리부(203)가 구성된 몰드 케이스(200)를 사용하게 되면, 도 10의 몰드 케이스(200)와 유사하게, 몰드 케이스(200)의 일방향으로의 변형시 그 복원력이 더욱 향상될 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 몰드 케이스(200)를 사용함에 따라, 구강센서장치(100)의 전체적인 벤더블 특성을 일정 범위로 제한하여 정의할 수 있게 된다. 이에 따라, 구강센서장치(100)가 굽혀질 때, 형광체패널과 센서패널의 접합부에 응력이 집중되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 몰드 케이스(200)의 벤더블 특성을 고려하여, 몰드 케이스(200)는, 예를 들면, UV에 의해 경화되는 재질로서 쇼어 경도(shore hardness)가 대략 D 10~20인 물질이 사용되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

이처럼, 몰드 케이스(200)를 사용함으로써, 센서 어셈블리(105)는 외부로부터 보호될 수 있고, 또한 전송 케이블(210)의 전기적 접속은 보다 더 안정적으로 고정될 수 있으며, 특히 구강센서장치(100)의 전체적인 벤더블 특성을 제한할 수 있게 된다.

한편, 몰드 하우징(190)은 몰드 케이스(200)와 결합된 상태의 센서 어셈블리(105)의 외부를 감싸도록 구성된다.

이와 같은 몰드 케이스(200) 및 몰드 하우징(190)의 2중 몰드 구조에 의해, 센서 어셈블리(105)는 외부로부터 보다 더 안정적으로 보호될 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 구강센서장치에 몰드 케이스를 더욱 구비함으로써, 구강센서장치에 대해 제한된 범위 내에서 벤더블 특성을 구현할 수 있게 된다.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에서는 벤더블 특성을 갖는 구강센서장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 벤더블 특성을 갖는 모든 종류의 X선 영상센서장치에 적용될 수 있음은 자명하다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

100: 구강센서장치 105: 센서 어셈블리
110: 센서패널 120: 형광체패널
130: 인쇄회로기판 160: 탄성조절부재
190: 몰드 하우징 200: 몰드 케이스
210: 전송 케이블

Claims

X선 영상센서장치로서,
전방으로 입사되는 X선을 가시광선으로 변환하는 형광체패널과, 상기 형광체패널의 후방에 위치하고 상기 가시광선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 센서패널과, 상기 센서패널 후방에 위치하는 인쇄회로기판을 포함하고, 휘어짐 가능한 센서 어셈블리와;
상기 센서 어셈블리의 외부를 감싸는 최외부의 연질의 하우징과;
상기 센서패널과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되는 탄성조절부재를 포함하고,
상기 하우징은, 상기 센서 어셈블리의 전방면의 적어도 일부를 감싸고,
상기 영상센서장치는 장축 방향의 휘어짐 정도가 단축 방향의 휘어짐 정도 보다 큰　X선 영상센서장치.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 어셈블리의 후방을 덮는 판 형태로 구성되거나, 상기 센서 어셈블리의 후방 및 측방을 덮는 형태로 구성되거나, 상기 센서 어셈블리의 후방과 측방과 전방 가장자리를 덮는 형태로 구성된 몰드 케이스를 포함하고,
상기 하우징은, 상기 센서 어셈블리 및 몰드 케이스의 외부를 감싸는
X선 영상센서장치.
제 2 항에 있어서,
상기 몰드 케이스가 상기 센서 어셈블리의 후방과 측방과 전방 가장자리를 덮는 형태로 구성된 경우에,
상기 몰드 케이스는 상기 센서 어셈블리의 전방 가장자리의 전체를 덮거나 일부를 덮도록 구성된
X선 영상센서장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 몰드 하우징인
X선 영상센서장치.
제 1 항에 있어서,
상기 형광체패널은 형광체와, 상기 형광체를 덮는 보호막을 포함하고,
상기 형광체는 Gd₂O₂S:Tb, CsI:Na, CsBr:Eu, LiI:Eu, CsI:Tl 중 선택된 적어도 하나로 형성되는
X선 영상센서장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 탄성조절부재의 장축 방향 및 단축 방향의 탄성도 비는 1:1.5 내지 1:6인 X선 영상센서장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하우징은 쇼어 경도(shore hardness)가 A 30~50인 물질을 포함하는 X선 영상센서장치.
제 9 항에 있어서,
상기 하우징은 실리콘이나 우레탄 물질을 포함하는 X선 영상센서장치.
제 2 항에 있어서,
상기 몰드 케이스는 쇼어 경도(shore hardness)가 D 10~20인 물질을 포함하는 X선 영상센서장치.