KR102517677B1 - 구강센서장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 X선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 벤더블 특성의 센서 어셈블리와; 상기 센서 어셈블리 후방에 배치된 경질 특성의 보호 커버와; 상기 센서 어셈블리의 전방 및 측방을 감싸는 연질 특성의 몰드 하우징을 포함하는 구강센서장치를 제공한다.

Description

구강센서장치{Intraoral sensor apparatus}

본 발명은 구강센서장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구강 내 X선 촬영 시 구강에 삽입되어 구강 내 구조물을 향하는 물리력과 상기 구조물의 배치관계에 의한 반발력에 대해 일정범위 내에서 휘어짐 가능한 벤더블(bendable) 특성을 갖는 구강센서장치에 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 구강센서장치가 현재 널리 사용되고 있다.

디지털 방식의 구강센서장치는 일반적으로 딱딱한(rigid) 재질의 구성품들로 이루어져 휘지 않는 특성을 갖게 된다. 때문에, 구강 내 촬영 시 영상 왜곡의 가능성은 낮지만 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 디지털 방식의 구강센서장치에 대한 개발이 시급한데, 이와 관련하여, 소정 정도의 휘는 특성 즉, 휘는 정도가 제한된 벤더블(bendable) 특성을 갖는 구강센서장치가 해당 기술업계에서 논의되고 있다.

그런데, 현재로서는 벤더블 특성이라는 추상적인 개념만이 논의되고 있는 정도이고, 이를 현실적으로 구현하기 위한 구강센서장치에 대해 구체적인 연구가 진행되고 있지는 않은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여, 구강 내 X선 촬영 시 구강 내에 삽입되어 구강 내 구조물을 향하는 물리력과 상기 구조물의 배치관계에 의한 반발력에 대해 일정범위 내에서 휘어짐 가능한 벤더블 특성을 나타냄으로써 환자의 이물감과 고통을 줄일 수 있는 구강센서장치를 구현하는 것에 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 X선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 벤더블 특성의 센서 어셈블리와; 상기 센서 어셈블리 후방에 배치된 경질 특성의 보호 커버와; 상기 센서 어셈블리의 전방 및 측방을 감싸는 연질 특성의 몰드 하우징을 포함하는 구강센서장치를 제공한다.

여기서, 상기 보호 커버는 상기 센서 어셈블리의 후방 가장자리를 노출하도록 구성되고, 상기 몰드 하우징은, 상기 노출된 센서 어셈블리의 후방 가장자리를 덮도록 연장될 수 있다.

상기 몰드 하우징은 상기 보호 커버의 후면 일부를 덮도록 연장될 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 보호 커버는 폴리 카보네이트(poly carbonate: PC)를 포함할 수 있다.

상기 보호 커버는, 상기 센서 어셈블리의 인쇄회로기판과 연결되는 전송 케이블이 관통하는 개구부를 포함할 수 있다.

상기 보호 커버는 가운데 부분에서 후방으로 돌출된 형태의 후방 돌출부를 포함할 수 있다.

상기 센서 어셈블리는, 상기 X선을 검출하여 상기 전기적 신호를 생성하는 센서패널과; 상기 센서패널의 후방에 위치하고 상기 센서패널과 전기적으로 연결되어 상기 전기적 신호가 전달되는 회로패널과; 상기 센서패널과 상기 회로패널 사이에 위치하며 상기 센서패널과 상기 회로패널보다 큰 탄성도의 탄성재질로 이루어진 탄성조절부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 구강센서장치는, 구강내 구조물과의 위치관계에 따라 휘어짐 정도가 가변되어 환자의 불편함을 줄이고 영상 왜곡을 최소화할 수 있게 된다.

더욱이, 센서 어셈블리의 후방에는 경질 특성의 보호 커버를 배치하여 후방을 보호하면서 구강센서장치의 벤더블 특성을 제한하게 되고, 센서 어셈블리의 전방과 측방 그리고 경우에 따라 후방 가장자리를 둘러싸는 연질 특성의 몰드 하우징을 사용하여 보호 커버에 의해 덮혀지지 않는 센서 어셈블리 부분을 보호하면서 촬영시 환자가 느끼는 불편감을 상당한 정도로 완화시킬 수 있게 된다.

결과적으로, 본 발명에 따르면, 영상 왜곡과 사용자 불편감을 최소화고 제한된 벤더블 특성을 갖는 구강센서장치가 효과적으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구강센서장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 어셈블리를 개략적으로 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서패널을 개략적으로 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판을 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄성조절부재를 개략적으로 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 "A" 부분에 대응되는 탄성조절부재의 부분을 개략적으로 도시한 부분 확대 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성조절부재의 부분을 개략적으로 도시한 부분 확대 사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

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

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구강센서장치(100)는, X선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 센서 어셈블리(sensor assembly; 105)와, 센서 어셈블리(105)의 전방(즉, X선 입사 측)과 측방을 감싸는 몰드 하우징(mold housing; 190)과, 센서 어셈블리(105) 후방의 보호 커버(protect cover; 180)를 포함할 수 있다. 아래에서 각각에 대해 상세하게 살펴본다.

센서 어셈블리(105)에 대해 도 3을 더욱 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 어셈블리의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 센서 어셈블리(105)는 센서패널(110)과, 탄성조절부재(120)와, 인쇄회로기판(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 센서패널(100), 탄성조절부재(120), 인쇄회로기판(130)은 X선의 진행 방향을 따라 배치되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

센서패널(110)에는 영상을 획득하기 위한 유효영역, 즉 액티브 영역에 횡방향과 열방향을 따라 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된다. 각 화소에는 포토다이오드와 같은 광전변환소자와 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 구성되는데, 이를 위해 센서패널(110)은 반도체, 세라믹, 유리 등의 취성 기판을 사용한 것을 전제로 기판의 두께가 100um 이하, 일례로 30um~70um의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 두께로 기판을 형성하게 되면, 센서패널(110)의 벤딩 강도(bending strength)가 최적화될 수 있다.

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

한편, 센서패널(110)은 입사된 X선을 전기적 신호로 직접 변환하는 직접 변환 방식의 센서패널이나, 입사된 X선을 가시광선으로 변환하고 이를 전기적 신호로 변환하는 간접 변환 방식의 센서패널이 사용될 수 있다.

여기서, 간접 변환 방식의 센서패널(110)이 사용되는 경우에, 본 발명의 실시예에 따른 센서패널(110)을 개략적으로 도시한 단면도인 도 4를 참조하면, 센서패널(110)의 기판(111) 일면, 즉 광전변환소자 상에는 X선을 가시광선으로 변환하기 위한 형광체(scintillator)층(140)이 구비될 수 있다.

도 4에서는, 센서패널(110)에서 X선 입사면에 형광체층(140)이 구성된 예를 도시하였으나, 이와 다른 예로서 X선 입사면의 반대면에 형광체층(140)이 구성될 수 있다.

형광체층(140)은, 예를 들면, 접착제(145)를 통해 기판(111)에 부착될 수 있다. 그리고 형광체층(140) 상에는, 형광체층(140)을 보호하기 위한 방사선 투과성의 보호막(150)이 구성될 수 있다. 이때, 접착제(145)는 광투과도가 높은 연성의 접착제, 일례로 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이 사용될 수 있고, 보호막(150)은 방사성 투과성과 습기 차단성이 높은 수지재질 필름이 사용될 수 있다. 참고로, 접착제(145)는 기판의 취성을 완화할 수 있도록 10~50um, 바람직하게는 OCA 필름을 전제로 15~40um의 두께를 나타낼 수 있다.

한편, 형광체층(140)을 구성하는 형광체로서는, 예를 들면, CsI를 사용한 형광체나, 개독스(Gadox: Gd₂O₂:Tb)를 사용한 형광체가 사용될 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 구강센서장치(100)는 벤더블 특성을 갖도록 구성되므로, 주상 결정 구조의 CsI 형광체 보다 개독스를 사용한 형광체가 사용되는 것이 바람직하다. 개독스 형광체는 미립자 구조를 갖게 되므로, 구강센서장치(100)가 휘게 되더라도 파손될 가능성은 매우 낮아 결함이 발생하지 않게 된다. 더욱이, 개독스를 사용한 형광체층(140)은 제조가 용이한 장점이 있다.

참고로, 개독스를 사용한 형광체층(140)은 충분한 광량을 얻기 위해 250~500um, 바람직하게는 300~450um의 두께를 나타낼 수 있다.

또한, 형광체층(140)이 형성된 기판(111)의 반대면에는 플렉서블층(155)이 형성될 수 있는데, 이와 같은 플렉서블층(155)은 유연성을 지닌 수지재질, 예를 들면, 폴리이미드(polyimide: PI)로 이루어질 수 있다. 이때, 플렉서블층(155)은 구강센서장치(100)의 휘어짐에 대해 센서패널(110), 특히 기판(111)의 취성을 완화하여 파손을 방지할 수 있도록 충분한 두께를 나타낼 수 있고, 예를 들면 50~150um 정도의 두께를 가질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 회로패널인 인쇄회로기판(130)은 센서패널(110)의 후방에 위치하게 되며, 센서패널(110)의 일측과 전기적으로 연결되어 센서패널(110)에서 발생된 전기적 신호를 전달받아 외부로 전송하게 된다.

인쇄회로기판(130)으로서, 센서 어셈블리(110)의 벤더블 특성 구현을 위해, 플렉서블(flexible) 재질로 이루어진 소위 플렉서블 인쇄회로기판이 사용되는 것이 바람직하다.

이와 관련하여 본 발명의 실시예에 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, 이하 동일하다.)이 연결되는 구성에 해당된다. 여기서, 전송 케이블은 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.

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 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 휘는 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 휘는 정도가 조절될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는, 센서패널(110)에 대응되는 크기를 갖는 인쇄회로기판(130)이 사용되는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이와 다른 예로서, 센서패널(110) 보다 작은 크기를 가지며, 실질적으로 패널 연결 패드부(131)와, 도전 배선 패턴부(133)와, 케이블 연결 패드부(135) 만으로 이루어진 인쇄회로기판(130)이 사용될 수도 있다. 참고로, 이 같은 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판(130)의 두께는 150~350um의 두께를 나타낼 수 있지만 이에 한정되지는 않으며, 센서패널(110) 이하의 탄성도라면 족하다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄성조절부재(120)를 개략적으로 나타낸 사시도로서, 도 3을 함께 참조하면, 탄성조절부재(120)는 일례로 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130) 사이에 위치하고, 센서패널(110)과 대응되는 형상으로서 센서패널(110) 후방 전체를 덮도록 형성된다. 그리고 탄성조절부재(120)는 센서패널(110) 또는 인쇄회로기판(130) 이상의 탄성도를 나타내는 탄성재질로 이루어진다. 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(120)의 탄성도 이상으로 조절하여 탄성조절부재(120)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, 센서패널(110)이 도 4의 구조 및 두께를 나타내는 것을 전제로 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 센서 어셈블리(105)가 탄성조절부재(120)의 탄성한계 내에서 휘어짐 가능하도록 하는 한편, 탄성조절부재(120)의 탄성도에 의해 탄성조절부재(120)의 탄성한계 내에서 구강센서장치(100)가 휘어진 후 외력이 제거되면 다시 원래 형태로 복원되도록 하는 역할을 한다.

이를 위해 탄성조절부재(120)는 수지재질, 특히 2종류 이상의 소재가 조합된 복합재료의 수지재질이 사용될 수 있고, 바람직하게는 강화재와 수지를 포함하는 복합수지재질이 사용될 수 있다.

더 나아가 탄성조절부재(120)는 평면적으로 볼 때 제1방향의 휨 특성과 이와 수직한 제2방향의 휨 특성이 서로 상이하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 관련하여, 센서 어셈블리(105)가 평면을 기준으로 x축 방향의 길이가 이와 수직한 y축 방향의 길이 보다 긴 장방형 형태로 형성된 경우를 예로 들 때, 탄성조절부재(120)는 장축 방향인 x축 방향의 휨 특성이 단축 방향인 y축 방향의 휨 특성 보다 크도록 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 센서 어셈블리(105)가 실질적으로 정방형의 형태로 형성된 경우에도, x축과 y축 방향의 휨 특성이 서로 상이하도록 구성할 수 있다.

이와 같은 휨 특성에 따라, 센서 어셈블리(105)는 단축 방향에 비해 장축 방향으로 더욱 잘 휘게 되어, 센서 어셈블리(105)를 사용한 구강 내 촬영 시 환자의 불편감을 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.

이와 관련하여, 구강 내 촬영 시에는, 센서 어셈블리(105)의 모서리 부분에 의해 환자의 불편감이 유발되며, 특히 장축 방향의 끝단 부분이 환자의 불편감 유발에 매우 큰 작용을 하게 된다. 이러한바, 센서 어셈블리(105)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(115)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.

탄성조절부재(120)와 관련하여 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 7은 도 6의 "A" 부분에 대응되는 탄성조절부재(120) 부분을 개략적으로 도시한 부분 확대 사시도로서, 탄성조절부재(120)의 단면이 도시된다.

도 7을 참조하면, 탄성조절부재(120)에는 제1방향, 즉 x 방향을 따라 제1원사(FT1)가 배열된 제1원사층(121)과, 제2방향, 즉 y 방향을 따라 제2원사(FT2)가 배열된 제2원사층(122)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(121)의 수가, y축 즉 단축 방향으로 제2원사(FT2)가 배열된 제2원사층(122)의 수에 비해 적게 형성되는데, 도 7에서는 설명의 편의를 위해, 제1원사층(121)은 1개, 제2원사층(122)은 2개가 배치된 경우를 예로 들고 있다. 그리고 제1및 제2원사(FT1, FT2)는 카본재질로서, 본 발명의 실시예에 따른 탄성조절부재(120)는 CFRP를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 장축 방향의 제1원사층(121)이 단축 방향의 제2원사층(122)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 있다. 그리고, 탄성조절부재(120)는 대략 200~400um의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같은 형태로 원사 배열 방향이 서로 교차하는 원사층(121, 122)의 적층수를 달리함으로써, 장축 방향이 단축 방향에 비해 높은 휨 특성을 갖는 탄성조절부재(120)를 구현할 수 있게 된다.

또한, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성조절부재(120)의 부분을 개략적으로 도시한 부분 확대 사시도로서, 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, 본 발명의 실시예에 다른 탄성조절부재(120)는 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 있다. 그리고, 탄성조절부재(120)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(120)를 구현할 수 있게 된다.

한편, 도 3을 참조하면, 탄성조절부재(120)는 그 전방 및 후방에 위치하는 센서패널(110) 및 인쇄회로기판(130) 각각과 접착제(161, 162)를 통해 결합될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 탄성조절부재(120)와 센서패널(110) 사이의 접착제(161)는 제1접착제(161), 탄성조절부재(120)와 인쇄회로기판(130) 사이의 접착제(162)는 제2접착제(162)라고 한다.

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), 탄성조절부재(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.

한편, 여러 가지 제반 특성을 고려할 때, 제 1 접착제(161)는 대략 50um~70um의 두께를 갖고, 제 2 접착제(162)는 10~50um의 두께를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 2를 재차 참조하면, 보호 커버(180)는 인쇄회로기판(130)의 후방에 위치하여, 구강센서장치(100)의 구성들을 후방으로부터 보호할 수 있게 된다.

보호 커버(180)는 센서 어셈블리(105)의 후방 전체를 덮도록 구성되거나, 센서 에셈블리(105)의 가장자리 부분을 노출하는 형태로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 센서 어셈블리(105)의 가장자리 부분을 노출하는 형태로 구성된 보호 커버(180)를 예로 든다. 이처럼, 센서 어셈블리(105)의 가장자리 부분이 노출된 경우에, 몰드 하우징(190)이 이 가장자리 부분을 덮도록 구성되어 센서 어셈블리(105)를 구성하는 구성요소들이 보다 더 안정적으로 결합될 수 있게 된다.

이와 같은 보호 커버(180)는 구강센서장치(100)의 최후방에 위치하는 구성으로서, 구강센서장치(100)의 전체적인 벤더블 특성을 정의하고 제한하도록 구성될 수 있다.

이를 위해, 보호 커버(180)는 저탄성 고강도의 재질로서, 예를 들면, 0.1mm~0.5mm 두께의 폴리 카보네이트(poly carbonate: PC)로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

보호 커버(180)에는 전송 케이블(210)이 관통하는 개구부(183)가 구성될 수 있다. 이 개구부(183)를 통해, 전송 케이블(210)은 내부로 인입되어 인쇄회로기판(130)과 연결될 수 있다. 여기서, 개구부(183)를 외부로부터 밀봉하기 위해, 전송 케이블(210)에는 외주면으로부터 외측으로 돌출된 형태의 밀봉재(211)가 구성될 수 있다. 이 밀봉재(211)가 개구부(183)를 외부로부터 막게 되어, 개구부(183)를 통해 내부로 이물 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 보호 커버(180)의 가운데 부분에는 후방으로 돌출된 형상의 후방 돌출부(181)가 구성될 수 있다. 이 후방 돌출부(181)는 내부의 공간을 정의하게 되며, 이 내부 공간에서 전송 케이블(210)은 인쇄회로기판(130)에 연결될 수 있다. 그리고 필요하다면 내부 공간에는 에폭시 등의 절연물질이 충진되어 전송 케이블(210)과 인쇄회로기판(130)의 전기적 연결에 신뢰성을 기할 수 있다.

한편, 후방 돌출부(181)가 구성된 경우에는, 이 부분에 대응되는 센서 어셈블리(105)의 벤더블 특성이 다른 부분에 비해 더 제한되어, 구강센서장치(100)의 가운데 부분은 덜 휘어지고 그 주변 부분은 상대적으로 더 휘는 특성을 갖게 된다. 이에 따라, 환자의 불편감이 완화되고 영상 왜곡 또한 최소화될 수 있게 된다. 이처럼, 후방 돌출부(181)를 통해 구강센서장치(100)의 휘어짐 정도를 제한하고 또한 위치에 따라 휘어짐 정도를 조절할 수 있게 된다.

한편, 보호 커버(180)는 센서 어셈블리(105)와 접착제를 통해 결합될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

몰드 하우징(190)은 센서 어셈블리(105)의 전면과 측면을 직접 감싸는 형태로 구성될 수 있으며, 나아가 보호 커버(180)에 의해 덮히지 않은 센서 어셈블리(105)의 후면 가장자리 부분까지 연장되어 이 부분을 직접 덮을 수 있다.

더욱이, 경우에 따라, 몰드 하우징(190)은 보호 커버(180)의 후면 일부까지 연장되어 이 부분을 직접 덮도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 보호 커버(180)와 센서 어셈블리(105)는 보다 안정적으로 결합되어 고정될 수 있다.

이와 같은 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.

그리고, 몰드 하우징(190)은 그 특성을 고려하여 대략 2mm 정도의 두께를 갖도록 형성되는 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.

한편, 몰드 하우징(190)으로 덮어 싸여진 구강센서장치(100)는 그 특성을 감안하여 대략 5mm 내외의 두께를 갖는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 구강센서장치는 구강 내 구조물, 즉 치아 및 주변조직의 엑스선 촬영을 위해 환자의 구강 내에 삽입되어 구조물에 밀착되는 구강 내 센서로 사용될 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 구강센서장치를 사용한 구강 내 센서는 환자의 구강 내에서 상기 구조물을 향하는 밀착력과 구조물에 의한 반발력에 의해 위치 별로 휘어짐 정도가 가변되는데, 바람직하게는 본 실시예에 따른 구강센서장치는 구강 내 X선 촬영 시 구강에 삽입되어 구강 내 구조물을 향해 길이방향에 수직인 물리력이 배면의 중심에 가해질 경우, 상기 구조물의 배치관계에 따른 반발력에 대해 장축 방향의 양측 가장자리의 최대 굽힘점에 각각 접하는 두 접선의 최대 교차각이 90°이상 180°미만의 범위에서 가변된다.

따라서 환자가 느낄 수 있는 이물감과 고통은 크게 경감되고, 이미지 왜곡의 가능성도 낮다.

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 110: 센서패널
120: 탄성조절부재 130: 인쇄회로기판
180: 보호 커버 190: 몰드 하우징
210: 전송 케이블

Claims (9)

1. 전방으로 입사되는 X선을 검출하여 전기적 신호를 생성하고 상기 전방으로부터 후방을 향해 차례로 배치되는 형광층, 센서패널, 회로패널을 포함하는 센서 어셈블리와;
   상기 센서 어셈블리 후방의 상기 회로패널의 적어도 일부를 따라 배치되는 경질의 보호 커버와;
   상기 센서 어셈블리 전방과 측방을 감싸 상기 보호 커버와 함께 상기 센서 어셈블리를 그 내부로 수용하는 최외부를 이루고 구강 내 X선 촬영 시 구강 내 조직과 직접 접촉하는 연질의 몰드 하우징
   을 포함하고,
   상기 보호 커버는 상기 센서 어셈블리의 후방면의 가장자리를 노출하고 나머지 후방면에 직접 접촉하며,
   상기 몰드 하우징은 상기 센서 어셈블리의 전방면 및 측방면과 상기 후방면의 가장자리에 직접 접촉하는
   구강센서장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 몰드 하우징은 상기 보호 커버의 후면 일부를 덮도록 연장된
   구강센서장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 몰드 하우징은 쇼어 경도(shore hardness)가 A 30~50인 물질을 포함하는
   구강센서장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 몰드 하우징은 실리콘이나 우레탄 물질을 포함하는
   구강센서장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호 커버는 폴리 카보네이트(poly carbonate: PC)를 포함하는
   구강센서장치.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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