KR200424672Y1 - 엑스-선 필터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 엑스-선 필터에 관한 것으로, 평판 모양을 갖도록 형성되고 일측 표면에는 원하는 주파수 대역의 준단색 엑스-선을 반사시키도록 코팅층이 구비된 여러 개의 반사경과, 일측에서 엑스-선이 들어와 반대쪽으로 나가도록 관통 형성되고 관통된 부분의 대향하는 양측 내표면에 상기 반사경의 양 측단이 각각 끼워져 장착되는 여러 개의 홈이 구비되며 상기 홈들은 이웃한 홈 사이의 각도가 일정하게 형성되도록 배치된 프레임조립체를 포함하여 구성된다.

엑스-선, 필터, 반사경, 프레임

Description

엑스-선 필터{X-Ray Filter}

도1은 본 고안의 엑스-선 필터를 전체적으로 나타낸 사시도;

도2는 도1의 일부 부품을 분해하여 나타낸 분해 사시도;

도3은 본 고안의 반사경을 나타낸 도면;

도4는 본 고안의 반사경이 홈에 끼워지는 모습을 나타낸 도면;

도5는 본 고안의 측면 프레임을 나타낸 상세도;

도6은 본 고안의 스토퍼를 나타낸 상세도;

도7은 본 고안의 다른 실시예의 프레임조립체를 갖는 엑스-선 필터를 전체적으로 나타낸 사시도;

도8은 도7의 일부 부품을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1, 1A : 엑스-선 필터 10 : 반사경

12 : 근접단 14 : 원격단

16, 18 : 측단 20, 20A : 프레임조립체

21, 21A : 상부 프레임 22, 22A : 하부 프레임

23, 23A, 24, 24A : 측면 프레임 25 : 관통홈

26 : 홈 26' : 참고선

28 : 돌출부 30 : 스토퍼

P : 중심점

본 고안은 엑스-선 필터에 관한 것이다.

엑스-선은 병원에서 환자의 의학적 정보를 얻기 위한 목적으로, 그리고 실험실 등에서 연구의 목적으로, 또는 공항 등에서 승객이나 화물의 보안정보를 얻기 위한 목적으로 널리 사용되고 있다.

이러한 엑스-선을 발생시키기 위해 사용되는 일반적인 엑스-선 촬영장치는 음극의 필라멘트에서 생성된 전자가 양극의 타겟에 부딪히면서 엑스-선이 발생되는 구조를 갖는다. 이렇게 발생된 엑스-선이 피사체에 조사되면, 피사체를 통과한 엑스-선이 피사체의 뒤에 설치된 검출기에 영상을 형성하게 된다.

이와 같은 종래의 엑스-선 발생기에 의하여 발생되는 엑스-선은 넓은 주파수 대역의 다색 엑스-선이다. 이러한 다색 엑스-선은 각 주파수 대역에 따른 방사선의 강도 및 광양자 에너지의 세기가 다르기 때문에, 다색 엑스-선을 이용하여 피사체를 촬영하는 경우, 주파수가 다른 엑스-선들의 잡음 현상으로 피사체의 영상이 선명하지 못하며, 피사체의 재질이나 특성을 고려한 최선의 영상을 도출할 수 없으며, 불필요하게 많은 량의 방사선을 피사체에 조사하게 된다는 문제점들을 갖는다.

이러한 문제점은 특정 단색(Monochromatic)의 주파수에 해당하는 엑스-선만 을 선별하여 사용하는 것으로 해결될 수 있지만, 이는 경제성 등을 고려할 때 현실적으로 적용될 수 있는 가능성이 희박하다.

최근에는, 현실적으로 이용 가능한 기술로서, 특정 단색의 주파수를 포함하는 가능한 좁은 대역의 엑스-선, 즉 준단색 엑스-선을 선별하여 사용하고자 하는 기술이 개발되고 있다.

일례로, 싱크로트론(가속기)이나 자유전자 레이저에 의하여 준단색의 엑스-선을 활용하는 기술이 제시되어 있다. 그러나, 이러한 장치는 제조 및 설치에 수 십억원 이상의 비용이 소요될 뿐만 아니라 부피가 너무 커서 설치에 많은 면적을 요하기 때문에, 실질적으로 병원이나 연구소 등에서 사용되기에는 큰 부담이 있다.

다른 예로, 엑스-선 필터를 이용하여 다색 엑스-선으로부터 준단색 엑스-선을 선별하는 방법이 제시되어 있다.

특히, PCT/US2004/017131호(2005. 2. 3. 공개)에는 여러 개의 반사경이 적층된 구조가 제시되어 있으며, 이 구조는 반사경의 층 두께와 반사경에 입사되는 다색 엑스-선의 입사각도를 조절하면 브랙의 회절법칙에 의해 원하는 주파수 대역의 준단색 엑스-선만을 선별할 수 있게 한다.

그러나, 상기한 PCT/US2004/017131호에 제시된 엑스-선 필터는 여러 개의 반사경이 적층된 구조를 개략적으로 제시하고 있을 뿐, 제작 및 사용상의 측면을 고려하여 실질적으로 엑스-선 촬영장치에 적용될 수 있도록 구체화된 구조를 제시하고 있지 않다.

따라서, 본 고안은 여러 개의 반사경이 적층되고 실질적으로 엑스-선 촬영장치에 적용될 수 있도록 보다 구체화된 구조를 갖는 엑스-선 필터를 제공함을 그 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 엑스-선 촬영장치에 설치되었을 때 선회 동작 등에 대한 응답성이 향상될 수 있도록 가볍게 형성된 엑스-선 필터를 제공함을 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 고안은, 평판 모양을 갖도록 형성되고 일측 표면에는 원하는 주파수 대역의 준단색 엑스-선을 반사시키도록 코팅층이 구비된 여러 개의 반사경;과, 일측에서 엑스-선이 들어와 반대쪽으로 나가도록 관통 형성되고 관통된 부분의 대향하는 양측 내표면에 상기 반사경의 양 측단이 각각 끼워져 장착되는 여러 개의 홈이 구비되며 상기 홈들은 이웃한 홈 사이의 각도가 일정하게 형성되도록 배치된 프레임조립체를 포함하여 구성된 엑스-선 필터를 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 고안의 엑스-선 필터를 전체적으로 나타낸 사시도이며, 도2는 도1의 일부 부품을 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.

본 고안의 엑스-선 필터(1)는 여러 개의 반사경(10)과, 이들 반사경(10)을 적층된 상태로 지지하기 위한 프레임조립체(20)를 포함한다.

상기 반사경(10)은 도3에 도시된 것처럼 일측 표면에 코팅층이 형성된 평판 모양을 가지며, 상기 코팅층은 본 고안자가 선 출원한 대한민국 특허출원 제2005-72549호(출원일 2005. 8. 9.)(이하 '본 고안자의 선 출원'이라 한다)에 제시된 것처럼 브랙의 회절법칙에 의해 원하는 주파수 대역의 준단색 엑스-선만을 선별하여 반사시킬 수 있도록 형성되면 충분하다.

이러한 반사경(10)은 엑스-선 발생원(미도시됨)에 가까이 위치된 근접단(12)과 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 원격단(14)이 각각 엑스-선 발생원을 중심으로 하는 원호 모양을 갖도록 형성된다. 물론, 본 고안의 실시예에서 제시된 반사경(10)의 근접단(12)과 원격단(14)이 갖는 형상은 바람직하게는 원호 모양이지만, 이에 한정하지는 않는다.

또한, 상기 반사경(10)은 근접단(12)과 원격단(14)의 서로 가까운 부위의 끝단이 직선으로 연결된 측단(16)(18)을 가지며, 이들 측단(16)(18)은 서로 평행하게 형성된다. 물론, 상기 반사경(10)의 측단(16)(18)이 갖는 형상은 본 고안자의 선 출원에서 제시된 것처럼 측단 사이의 거리가 엑스-선 발생원에 근접할수록 서로 가까워지는 모양을 갖도록 형성된 것이 바람직하지만, 본 고안의 실시예에서는 후술하는 프레임조립체을 보다 용이하게 제작하기 위하여 반사경(10)의 측단(16)(18)이 갖는 형상을 서로 평행한 모양으로 하고 있다.

상기 프레임조립체(20)는 도면에서 볼 때 상부에 위치된 상부 프레임(21)과, 그 상부 프레임(21)의 하부에 위치된 하부 프레임(22) 및 상기 상부 프레임(21)과 하부 프레임(22)을 양측에서 고정 지지하기 위한 측면 프레임(23)(24)으로 이루어 진다.

상기 상부 프레임(21)과 하부 프레임(22)은 사각형 모양을 갖도록 형성되고, 그 상부 프레임(21)과 하부 프레임(22)의 크기는 상기 반사경(10)의 크기보다 크게 형성된다. 따라서, 상기 상부 프레임(21)과 하부 프레임(22)의 가장자리 부위가 이루는 내부 공간에 반사경(10)이 위치될 수 있다.

상기 측면 프레임(23)(24)은 엑스-선 발생원에 가까이 위치된 부위의 폭이 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 폭보다 크기가 작게 형성된 대략의 사다리꼴 모양을 갖는다.

따라서, 상기한 모양을 갖는 상부 프레임(21)과 하부 프레임(22) 및 측면 프레임(23)(24)의 결합에 의해 형성되는 프레임조립체(20)의 단면 형상은 상부 프레임(21), 하부 프레임(22) 및 측면 프레임(23)(24)이 각각 변을 이루는 직사각형 모양을 이루면서 그 단면적의 크기가 엑스-선 발생원 쪽으로 갈수록 점차적으로 축소되는 모양을 가진다.

상기 측면 프레임(23)(24)의 서로 대향하는 표면에는 상부 프레임(21)과 하부 프레임(22) 사이의 거리를 균일하게 분할하는 형태로 여러 개의 홈(26)이 형성된다.

상기 홈(26)의 일측 끝단을 연결하여 형성되는 선과 타측 끝단을 연결하여 형성되는 선은 대략의 원호 형상을 갖도록 구성되며, 이러한 원호의 곡률 반경은 상기 반사경(10)의 근접단(12)과 원격단(14)의 곡률 반경과 대략 유사하다. 즉, 엑스-선 발생원에 가까이 위치된 부위의 홈(26)의 끝단을 연결하여 형성된 원호는 반 사경(10)의 근접단(12)과 대략 동일한 곡률 반경을 갖도록 형성되며, 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 홈(26)의 끝단을 연결하여 형성된 원호는 반사경(10)의 원격단(14)과 대략 동일한 곡률 반경을 갖도록 형성된다.

이러한 홈(26)의 폭은 반사경(10)의 측단(16)(18)이 끼워질 수 있도록 그 반사경(10)의 측단(16)(18)이 갖는 두께와 동일하거나 약간 크게 형성되며, 상기 홈(26)의 길이는 엑스-선 발생원에 가까이 위치된 부위의 끝단과 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 끝단 사이의 거리가 상기 반사경(10)의 측단(16)(18)이 갖는 거리와 동일하거나 약간 크게 형성된다.

상기 홈(26)들의 배치 형태는 그 홈(26)들의 각각에 끼워져 적층된 상태로 배치되는 반사경(10) 사이의 각도 및 간격 등을 결정한다.

상기한 홈(26)들의 배치 형태가 도5에 상세하게 도시되며, 이들 홈(26)은 그에 끼워진 반사경 사이의 각이 일정하도록 그 홈(26) 사이의 각(Φ)이 일정하게 형성된다. 그리고, 상기 홈(26) 사이에 형성되는 각(Φ)의 크기는 홈(26)에 끼워져 적층되는 형태로 배치되는 반사경들이 (엑스-선이 입사되는 방향에 인접한) 근접단으로 입사되는 엑스-선과 (그 근접단의 반대쪽인) 원격단으로 입사되어 반사되는 엑스-선이 이웃한 반사경에 간섭되지 않는 크기를 갖도록 설정된다.

이러한 홈(26)의 배치에 의하면, 홈(26)의 일측 끝단, 즉 엑스-선 발생원에 인접한 부위의 끝단을 연결하여 형성되는 원호의 중심점을 P라고 할 때, 그 중심점(P)과 홈(26)의 일측 끝단, 즉 엑스-선 발생원에 인접한 부위의 끝단을 연결하는 참고선(26') 사이의 각도를 일정하게 한다.

또한, 어느 하나의 홈(26)을 참조하여 설명하면, 그 홈(26)에 해당하는 참고선(26')과 중심선(C)은 동일선상에 놓이지 않으며, 이는 이들 사이에 형성되는 각도 중 작은 크기를 갖는 각도의 크기가 180°미만이 되게 한다. 그리고, 이러한 홈(26)의 배치 구성은 모든 홈(26)에 동일하게 적용된다.

본 고안의 실시예에서는 상기 측면 프레임(23)(24)의 서로 대향하는 표면에 가장자리 부위를 제외한 나머지 부위가 가장자리 부위보다 약간 돌출된 돌출부(28)가 구비되며, 이 돌출부(28)의 표면에 상기 홈(26)이 형성된 구조를 제시한다.

그리고, 이러한 돌출부(28)의 표면에 형성된 상기 홈(26)은 엑스-선 발생원에 가까이 위치된 부위의 끝단 또는 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 끝단 중 어느 일측, 본 고안의 실시예에서는 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 끝단이 돌출부(28)의 가장자리 끝단까지 연장되어 개방되며, 타측은 돌출부의 가장자리에 의해 막힌 구조를 갖도록 형성된다. 따라서, 도4에 도시된 것처럼, 상기 반사경(10)은 홈(26)의 일측 끝단, 즉 개방된 부위를 통해 그 홈(26)에 끼워질 수 있다.

또한, 상기 홈(26)의 일측 끝단, 즉 개방된 부위에 인접하게 스토퍼(30)가 설치되며, 이 스토퍼(30)는 측면 프레임(23)(24)에 분해 가능하게 장착되어 상기 홈(26)에 끼워진 반사경(10)이 홈(26)으로부터 외부로 빠져나오는 것을 방지한다. 이러한 스토퍼(30)는 도6에 도시된 것처럼 반사경(10)에 인접한 부위의 형상이 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 홈(26)의 끝단을 연결하여 형성된 원호와 동일한 형상의 원호(32)를 갖도록 형성된다.

상기 상부, 하부 및 측면 프레임(21)(22)(23)(24)들의 적어도 어느 하나, 바람직하게는 모든 프레임에는 1개 이상의 절개홈(25)이 관통하여 형성된다. 물론, 본 고안의 실시예에서는 절개홈(25)이 프레임(21)(22)(23)(24)을 관통하여 형성된 것으로 제시하고 있으나 다른 부위보다 얇은 두께를 갖도록 형성시켜도 무관하다.

이렇게 상부, 하부 및 측면 프레임(21)(22)(23)(24)들의 무게가 감소되면 전체 엑스-선 필터의 무게가 감소되는바, 무게가 가벼운 엑스-선 필터(1)를 엑스-선 촬영장치에 설치하고 그 엑스-선 필터(1)가 미도시된 구동장치에 의해 선회 또는 기타 다른 동작이 수행되도록 구동되는 경우, 구동장치는 적은 동력으로 엑스-선 필터(1)를 구동할 수 있고 이러한 구동장치의 구동에 대한 엑스-선 필터(1)의 응답성이 향상될 수 있어 바람직하다.

상기 절개홈(25)의 위치 및 형상에 대하여 특별하게 한정하지는 않으나, 본 고안의 실시예에서 보여지는 것처럼 각 프레임(21)(22)(23)(24)에는 엑스-선 발생원과의 거리가 가까운 쪽과 상대적으로 먼 쪽에 각각 절개홈(25)이 형성되며, 이들 절개홈(25)들은 엑스-선 진행 방향에 대하여 수직한 2개의 변과 수평한 2개의 변으로 이루어진 대략의 직사각형 모양을 이루되 엑스-선 진행 방향에 대하여 수직한 2개의 변은 그 엑스-선 발생원을 중심으로 하는 원호 형상을 갖도록 형성된 것이 바람직하다.

본 고안의 실시예를 나타내는 도1 내지 도6에서는 프레임(21)(22)(23)(24)에 절개홈(25)이 형성된 것으로 도시하고 있으나, 절개홈이 형성되지 않은 프레임(21A)(22A)(23A)(24A)에 의해 프레임조립체(20A)가 형성될 수 있으며, 이러한 프 레임조립체(20A)를 갖는 엑스-선 필터(1A)의 구성이 도7 및 도8에 도시된다.

도7 및 도8에 도시된 엑스-선 필터(1A)는 프레임(21A)(22A)(23A)(24A)에 절개홈이 형성되지 않는 구성을 제외하면 도1 내지 제6에 도시된 엑스-선 필터(1)와 동일한 구성을 가지므로 상세한 구성에 대한 설명은 생략한다.

다만, 도1 내지 도6에 도시된 엑스-선 필터(1)의 측면 프레임(23)(24)에 형성된 홈(26)은 절개홈(25)에 의해 분리된 모습을 가짐에 반하며, 도7 및 도8에 도시된 엑스-선 필터(1A)의 측면 프레임(23A)(24B)에 형성된 홈(26A)은 연속된 모양을 갖는다.

이상은 본 고안이 적용된 몇 가지 실시예에 대하여 설명한 것으로, 본 고안은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 본 고안은 이 기술 분야의 전문가에 의하여 변경, 개조 및 추가가 가능하므로, 본 고안은 전술한 설명에 한정되지 않고 관련 업계에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 및 개조할 수 있는 부분까지 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 여러 개의 반사경이 적층되고 실질적으로 엑스-선 촬영장치에 적용될 수 있도록 보다 구체화된 구조를 갖는 엑스-선 필터가 제공된다.

또한, 본 고안의 엑스-선 필터는 가볍게 형성되기 때문에 엑스-선 촬영장치에 장착되었을 때 적은 동력에 의해 엑스-선 필터를 구동할 수 있고 이러한 구동에 대한 엑스-선 필터의 선회 동작 등의 응답성이 향상된다.

Claims (8)

1. 평판 모양을 갖도록 형성되고 일측 표면에는 원하는 주파수 대역의 준단색 엑스-선을 반사시키도록 코팅층이 구비된 여러 개의 반사경;과,

   일측에서 엑스-선이 들어와 반대쪽으로 나가도록 관통 형성되고 관통된 부분의 대향하는 양측 내표면에 상기 반사경의 양 측단이 각각 끼워져 장착되는 여러 개의 홈이 구비되며 상기 홈들은 이웃한 홈 사이의 각도가 일정하게 형성되도록 배치된 프레임조립체를 포함하여 구성된 엑스-선 필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 홈들은 엑스-선이 들어오는 부위의 끝단과 엑스-선이 들어오는 부위의 끝단 중 일측 단부는 반사경을 삽입할 수 있도록 개방되고 타측 단부는 반사경의 이동을 차단할 수 있도록 막힌 형상을 가지며, 상기 프레임조립체에는 상기 홈들의 개방된 일측 단부에 인접하게 위치되어 반사경의 이동을 차단할 수 있도록 스토퍼가 분해 가능하게 장착됨을 특징으로 하는 엑스-선 필터.
3. 제1항에 있어서, 상기 반사경들은 엑스-선이 들어오는 부위의 끝단을 연결하여 형성되는 선과 엑스-선이 나가는 부위의 끝단을 연결하여 형성되는 선이 동일한 중심선을 갖는 원호 모양이 되도록 배치됨을 특징으로 하는 엑스-선 필터.
4. 제1항에 있어서, 상기 프레임조립체는, 상부 프레임과, 그 상부 프레임의 하 부에 위치된 하부 프레임 및 상기 상부 프레임과 하부 프레임을 양측에서 고정 지지하고 상기 홈이 구비된 측면 프레임으로 이루어짐을 특징으로 하는 엑스-선 필터.
5. 제4항에 있어서, 상기 측면 프레임은 엑스-선 발생원에 가까이 위치된 부위의 폭이 엑스-선 발생원으로부터 멀리 떨어져 위치된 부위의 폭보다 크기가 작게 형성된 사다리꼴 모양을 가짐을 특징으로 하는 엑스-선 필터.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 측면 프레임의 서로 대향하는 표면에는 돌출부가 형성되며 이 돌출부에 상기 홈이 형성됨을 특징으로 하는 엑스-선 필터.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 상부 프레임, 하부 프레임 및 측면 프레임의 적어도 하나에는 1개 이상의 절개홈이 관통하여 형성됨을 특징으로 하는 엑스-선 필터.
8. 제7항에 있어서, 상기 절개홈은 엑스-선 발생원을 중심으로 하는 원호 형상을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 엑스-선 필터.

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