KR20120091591A - 엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템 - Google Patents

엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템 Download PDF

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Abstract

엑스레이 촬영에 필요한 만큼의 다량의 엑스레이를 발생시킬 수 있으며, 서로 평행한 성분의 엑스레이를 고밀도로 집속할 수 있는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템을 개시한다. 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템은 엑스레이(X-ray)를 생성하여 방출하는 엑스레이(X-ray) 발생장치와, 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 검출하는 검출장치(Detector)와, 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)가 분산되는 것을 방지하도록 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 상기 검출장치(Detector) 사이에 위치하는 적어도 하나의 집속장치(Collimator)를 포함한다.

Description

엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템{X-RAY GENERATING APPARATUS AND X-RAY IMAGING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 비파괴 엑스레이 촬영, 진단 등에 사용하는 엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템에 관한 것이다.
엑스레이 발생장치는 의료 목적의 진단, 각종 구조물 내부의 결함을 밝히는 비파괴검사 등에 널리 사용되고 있다.
일반적으로 의료용으로 사용되는 엑스레이 발생장치는 높은 온도로 가열된 음극 필라멘트로부터 방출되어 가속된 열전자를 회전하는 양극 타겟에 충돌시켜 엑스레이를 발생시키는 구조를 가진다.
열전자를 회전하는 양극 타겟에 충돌시키는 방식의 경우 다량의 엑스레이를 발생시킬 수 있다는 장점은 있으나, 음극 필라멘트를 가열하기 위한 주변장치와 양극을 회전시키기 위한 회전장치 및 냉각장치 등이 필요하여 엑스레이 발생장치 자체의 부피가 크고 무거우며, 음극 필라멘트에서 방출된 열전자의 에너지는 대부분 열로 전환되고 일부가 엑스레이를 발생시키는 데 사용되므로 비효율적이며, 또한 구현할 수 있는 해상도에 한계가 있다는 단점이 있다.
이와 같은 단점을 극복하기 위해 최근에는 F.E.D(Field Emission Display)방식을 응용한 엑스레이 발생 장치(이하 '평판형 엑스레이 발생장치'라 함.)에 대한 연구가 진행되고 있다. 평판형 엑스레이 발생장치는 대략 수십 나노미터(nm) 크기를 가지는 바늘 형상의 이미터(emitter)를 평판 상에 배치하고, 이미터(emitter)에 고전계를 인가함으로써 방출된 전자를 양극 타겟에 충돌시켜 엑스레이를 발생시키는 구조를 가진다.
이러한 평판형 엑스레이 발생장치의 경우 엑스레이 발생장치의 크기를 작게 할 수 있고, 엑스레이 발생을 효율적으로 제어할 수 있다는 장점이 있으나, 엑스레이 촬영에 필요한 만큼의 다량의 엑스레이를 발생시키는데 어려움이 있으며, 특히 평행한 성분의 엑스레이를 고밀도로 집속하기 어려운 문제가 있어 의료용으로 널리 상용화할 수 있는 단계에 이르지는 못하고 있다.
본 발명의 실시예의 일 측면은 엑스레이 촬영에 필요한 만큼의 다량의 엑스레이를 발생시킬 수 있는 구조를 가진 엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템을 제공한다.
또한 서로 평행한 성분의 엑스레이를 고밀도로 집속할 수 있는 엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템을 제공한다.
또한, 평판상에 위치한 이미터(emitter)를 개별적으로 제어하여 균일한 엑스레이를 발생시킬 수 있는 엑스레이 발생장치 및 이를 포함하는 엑스레이 촬영 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 실시예의 다른 측면은 엑스레이 발생장치에 방출된 엑스레이를 서로 평행한 방향으로 집속하여 해상도를 증가시킬 수 있는 엑스레이 촬영 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 엑스레이 촬영 시스템은 엑스레이(X-ray)를 생성하여 방출하는 엑스레이(X-ray) 발생장치;와, 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 검출하는 검출장치(Detector);와, 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)가 분산되는 것을 방지하도록 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 상기 검출장치(Detector) 사이에 위치하는 적어도 하나의 집속장치(Collimator);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 집속장치(Collimator)는 서로 평행하게 배치되는 복수의 모세관을 포함하고, 상기 모세관은 상기 모세관을 지나는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층을 구비할 수 있다.
상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 모세관은 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고, 상기 회절층과 상기 투과층은 상기 모세관의 외곽으로부터 중심 방향으로 서로 교대로 배치되어 층상구조를 형성할 수 있다.
상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 집속장치(Collimator)는 특정 파장의 엑스레이(X-ray)를 필터링할 수 있도록 다수의 결정 격자로 구성될 수 있다.
엑스레이(X-ray) 발생장치는, 전자를 방출하는 복수의 이미터(Emitter)와 상기 이미터(Emitter)로부터 전자가 방출될 수 있도록 상기 이미터(Emitter)와의 사이에 전기장을 형성하는 게이트(Gate)를 구비하는 음극부(Cathode)와, 상기 음극부(Cathode)로부터 방출된 전자가 충돌하여 엑스레이(X-ray)를 발생시킬 수 있도록 타겟(Target)을 구비하는 양극부(Anode)를 포함할 수 있다.
상기 음극부(Cathode)는 평판형태로 마련되고, 평판형태로 마련된 상기 음극부(Cathode)의 표면에는 상기 이미터(Emitter)가 복수의 행 및 열을 이루어 배치될 수 있다.
상기 타겟(Target)은 엑스레이(X-ray)가 분산되는 것을 방지하기 위해 요철 형상으로 마련될 수 있다.
상기 타겟(Target)은 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층을 구비할 수 있다.
상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 타겟(Target)은 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고, 상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 형성할 수 있다.
상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 이미터(Emitter)는 각각 독립적인 제어가 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 집속장치(Collimator)는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 나란하게 배치되며, 상기 집속장치(Collimator) 또는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치는 서로 나란한 방향으로 이동이 가능하게 배치될 수 있다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 엑스레이 발생장치는 평판 형태로 마련되는 음극부(Cathode);와, 상기 음극부(Cathode)의 표면에 복수의 행 및 열을 이루어 배치되는 이미터(Emitter);와, 상기 이미터(Emitter)로부터 전자가 방출될 수 있도록 상기 이미터(Emitter) 사이에 배치되는 게이트(Gate);와, 상기 음극부(Cathode)와의 사이에 전기장을 형성하여 상기 이미터(Emitter)로부터 방출된 전자를 가속시키는 평판 형태의 양극부(Anode);와, 상기 이미터(Emitter)로부터 방출된 전자를 충돌시켜 엑스레이(X-ray)가 발생하도록 하는 타겟(Target);을 구비하고, 상기 타겟(Target)은 상기 이미터(Emitter)로부터 방출된 전자가 가속되는 방향과 실질적으로 평행한 방향의 엑스레이(X-ray) 성분을 집속하기 위한 요철부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 요철부는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층을 구비할 수 있다.
상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 타겟(Target)은 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고, 상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 형성할 수 있다.
상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 이미터(Emitter)는 각각 독립적인 제어가 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 엑스레이(X-ray)는 상기 양극부(Anode)를 투과하여 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치의 외부로 방출될 수 있다.
상기 엑스레이(X-ray)는 상기 음극부(Cathode)를 투과하여 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치의 외부로 방출될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따른 엑스레이 발생장치는 2차원 평판 상에 배치되는 복수의 전자발생소자;와, 상기 복수의 전자발생소자에 대향하도록 배치되며, 상기 전자발생소자로부터 방출된 전자를 충돌시켜 엑스레이(X-ray)가 발생하도록 하는 타겟(Target);을 구비하고, 상기 타겟(Target)은, 요철 형상으로 이루어지며, 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 하는 적어도 하나의 회절층;과, 상기 회절층의 후방에 결합되며, 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치될 수 있다.
상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전자발생소자는 각각 독립적인 제어가 가능하도록 마련될 수 있다.
상기 회절층 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따른 엑스레이 촬영 시스템은 엑스레이(X-ray)를 발생하는 엑스레이(X-ray) 발생장치;와, 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출되어 피검사체를 투과한 엑스레이(X-ray)를 검출하는 검출장치(Detector);와, 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 집속하는 적어도 하나의 집속장치(Collimator);를 포함하고, 상기 집속장치(Collimator)는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 상기 피검사체 사이 또는 상기 피검사체와 상기 검출장치(Detector) 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 집속장치(Collimator)는 서로 평행하게 배치되는 복수의 모세관을 포함하고, 상기 모세관은, 상기 모세관을 지나는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층과, 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고, 상기 회절층과 상기 투과층은 상기 모세관의 외곽으로부터 중심 방향으로 서로 교대로 배치되어 층상구조를 형성할 수 있다.
상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되며, 상기 회절층 사이의 거리는 서로 동일할 수 있다.
상기 집속장치(Collimator)는 특정 파장의 엑스레이(X-ray)를 필터링할 수 있도록 다수의 결정 격자로 구성될 수 있다.
상기 집속장치(Collimator)는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 나란하게 배치되며, 상기 집속장치(Collimator) 또는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치는 서로 나란한 방향으로 이동이 가능하게 배치될 수 있다.
엑스레이(X-ray) 발생장치는, 전자를 방출하는 복수의 이미터(Emitter)와 상기 이미터(Emitter)로부터 전자가 방출될 수 있도록 상기 이미터(Emitter)와의 사이에 전기장을 형성하는 게이트(Gate)를 구비하는 음극부(Cathode)와, 상기 음극부(Cathode)로부터 방출된 전자가 충돌하여 엑스레이(X-ray)를 발생시킬 수 있도록 타겟(Target)을 구비하는 양극부(Anode)를 포함할 수 있다.
상기 타겟(Target)은 서로 다른 재질로 이루어지는 복수의 층을 구비할 수 있다.
상기 복수의 층은 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 하는 적어도 하나의 회절층과, 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층으로 이루어지고, 상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면 엑스레이 촬영에 필요한 만큼의 다량의 엑스레이를 발생시킬 수 있으며, 서로 평행한 성분의 엑스레이를 고밀도로 집속할 수 있어 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 발생장치의 주요 구성을 나타낸 도면.
도 2는 도 1에서 타겟(target)을 확대하여 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 타겟(target)을 통해 발생된 엑스레이(X-ray)가 양극부(Anode) 또는 음극부(Cathode)에 수직한 방향으로 집속되는 원리를 도시한 도면.
도 4는 엑스레이(X-ray)가 엑스레이 발생장치의 양극부(Anode)를 투과하여 엑스레이 발생장치의 외부로 방출되는 모습을 도시한 도면.
도 5는 엑스레이(X-ray)가 엑스레이 발생장치의 음극부(Cathode)를 투과하여 엑스레이 발생장치의 외부로 방출되는 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 촬영 시스템의 주요 구성을 나타낸 도면.
도 7은 도 6에서 집속장치(Collimator)를 구성하는 모세관을 확대하여 도시한 도면.
도 8은 도 7의 모세관을 지나면서 서로 평행한 성분의 엑스레이가 집속되는 원리를 도시한 도면.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 발생장치의 주요 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 엑스레이 발생장치(10)는 전자를 방출하는 복수의 이미터(Emitter)(22)와 이미터(Emitter)(22)로부터 전자가 방출될 수 있도록 이미터(Emitter)(22)에 강한 전계를 인가하는 게이트(Gate)(24)를 구비하는 음극부(Cathode)(20)와, 음극부(Cathode)(20)로부터 방출된 전자가 충돌하여 엑스레이(X-ray)를 발생시킬 수 있도록 타겟(Target)(34)을 구비하는 양극부(Anode)(30)를 포함한다.
음극부(Cathode)(20)는 평판형태의 음극기판(21)과, 음극기판(21)의 표면에 복수의 행 및 열을 이루어 배치되는 다수의 이미터(Emitter)(22)와, 이미터(Emitter)(22)들 사이에 배치되어 이미터(Emitter)(22)로부터 전자가 방출될 수 있도록 전계를 인가하는 게이트(Gate)(24)와, 이미터(Emitter)들(22)의 개별적인 제어를 가능하도록 하는 전자제어부(26)를 구비한다.
음극기판(21)은 절연성을 갖는 유리 또는 실리콘 재질로 마련된다.
이미터(Emitter)(22)로는 스핀트(Spindt)형의 전자발생소자가 사용될 수 있다. 스핀트(Spindt)형의 전자발생소자는 원추형의 형상으로 형성되며, 그 선단(Tip)은 대략 수십 나노미터(nm)의 직경을 가진다. 또한 이미터(Emitter)(22)로 수십 나노미터(nm)의 미세한 구조체를 갖는 탄소 나노튜브가 사용될 수도 있다. 이러한 스핀트(Spindt)형 또는 탄소 나노튜브형 전자발생소자에 수십 볼트(V)에서 수백 볼트(V)에 해당하는 전압을 인가하는 경우 전계방출현상에 의해 전자발생소자의 선단(Tip)의로부터 전자가 방출된다.
또한 이미터(Emitter)(22)로는 상기 스핀트(Spindt)형의 전자발생소자 또는 탄소 나노튜브형 전자발생소자 이외에도 다양한 종류의 전자발생소자가 사용될 수 있다. 예를 들어 MTM(Metal Insulator Metal)형의 소자, MIS(Metal Insulator Semiconductor)형의 소자를 사용할 수 있으며, 그 밖에도 반도체의 PN 접합형 소자, 쇼트키(Schotty) 접합형 소자, 나노탄소섬유로 이루어진 카본계 박막 소자 등 모든 타입의 냉음극형 전자발생소자가 사용될 수 있다.
전자제어부(26)는 예를 들면 매트릭스 형태의 신호를 이용하여 이미터(Emitter)들(22)의 전자방출량을 개별적으로 제어함으로써 각각의 이미터(Emitter)들(22)에서 발생하는 전자방출량을 온/오프(On/Off) 제어할 수 있다.
이와 같은 냉음극형의 전자발생소자를 이미터(Emitter)(22)로 사용하는 엑스레이 발생장치(10)는, 음극부(Cathode)(20)를 가열하지 않고 실온에서 전자발생소자에 전압을 공급함으로써 전자를 방출한다. 따라서, 엑스레이 발생을 위한 대기 시간을 필요로 하지 않는다. 또한, 음극부(Cathode)(20)를 가열하기 위해서 전력을 필요로 하지 않기 때문에, 효율적으로 엑스레이를 방출할 수 있다. 각각의 이미터(Emitter)들(22)은 전자제어부(26)의 동작에 의해 온/오프(On/Off) 제어될 수 있기 때문에, 각각의 이미터(Emitter)들(22)을 선택적으로 구동하는 것이 가능하고, 또한 고속 응답 동작을 행하는 것이 가능하다.
양극부(Anode)(30)는 평판형태의 양극기판(31)과, 고전압으로 유지되는 양극(Anode)(32)과, 음극부(Cathode)(20)로부터 방출된 전자를 충돌시키기 위한 타겟(Target)(34)을 구비한다.
양극기판(31)은 음극기판(21)에 대응하는 형상으로 제작되며 음극기판(21)과 동일하게 절연성을 갖는 유리 또는 실리콘 재질이 사용된다.
양극(Anode)(32)은 고전압이 인가되는 부분으로 이미터(Emitter)들(22)로부터 방출된 전자를 가속시켜 타겟(Target)(34)에 충돌할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1에서 타겟(target)을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 타겟(Target)(34)은 미세한 원추형 또는 피라미드형의 요철 형상으로 마련된다. 이와 같이 타겟(Target)(34)의 형상을 요철 형상으로 마련함으로써 이미터(Emitter)들(22)로부터 방출된 전자가 충돌할 수 있는 충돌 유효 면적이 증가하게 되어 엑스레이 발생량이 증가하며, 양극부(Anode)(30)의 냉각 효율이 향상된다.
양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 방향으로 진행하는 엑스레이(X-ray)를 얻기 위해 요철면(33)과 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 직선(L1)이 이루는 각도(α)는 0.1ㅀ ~ 2ㅀ 인 것이 바람직하다.
또한 요철 형상의 타겟(Target)(34)은 서로 교대로 배치되는 복수의 층(36)을 갖는다. 복수의 층(36)은 엑스레이(X-ray)를 발생시키는 생성층(37)과, 발생된 엑스레이(X-ray)를 회절시키는 회절층(38)과, 회절층(38)에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 투과층(39)으로 구성된다.
타겟(Target)(34)의 최외각층, 즉 전자가 최초로 충돌하는 영역에는 요철 형상의 생성층(37)이 배치된다. 생성층(37)은 엑스레이(X-ray) 발생이 유리하도록 원자 번호가 큰 원소로 형성되며, 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo) 등이 생성층(37)의 재료로 사용될 수 있다.
생성층(37) 후면에는 생성층(37)에서 발생한 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 회절층(38)이 결합된다. 회절층(38)은 입사된 엑스레이(X-ray)의 방향에 따라 특정한 방향으로 엑스레이(X-ray)가 회절 또는 반사될 수 있도록 원자 번호가 큰 원소로 형성되며, 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 등이 회절층(38)의 재료로 사용될 수 있다.
회절층(38)의 후면에는 회절층(38)에서 발생한 엑스레이(X-ray)가 투과할 수 있도록 투과층(39)이 결합된다. 투과층(39)은 엑스레이(X-ray)를 반사시키거나 흡수하지 않도록 원자번호가 작은 원소로 형성되며, 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있으며, 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 등이 사용될 수도 있다.
투과층(39)의 후면에는 다시 필요에 따라 회절층(38)과 투과층(39)이 서로 교대로 배치될 수 있다. 투과층(39)은 회절층(38) 사이에 배치되어 생성층(37)과 회절층(38) 또는 회절층(38)과 회절층(38) 사이를 통과하는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 한다.
타겟(Target)(34)은 회절층(38)과 투과층(39)이 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 이루도록 형성됨으로써, 엑스레이(X-ray)가 평판 형상의 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 방향으로 집속될 수 있도록 한다.
타겟(Target)(34)은 생성되는 엑스레이(X-ray)를 완전히 수직화하는 하는 것은 아니며 생성되는 엑스레이(X-ray)가 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)의 평면에 대해 수직에 가까운 각도 범위 이내로 들게 하는 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 타겟(target)을 통해 발생된 엑스레이(X-ray)가 양극부(Anode) 또는 음극부(Cathode)에 수직한 방향으로 집속되는 원리를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가속된 전자가 생성층(37)과 충돌하여 발생된 엑스레이(X-ray)는 생성층(37)의 후면에 교대로 배치되는 회절층(38)과 투과층(39)을 지나면서 평판 형상의 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 대략 수직한 방향으로 집속된다.
생성층(37)에서 발생한 엑스레이(X-ray)는 일정한 방향성을 가지지 않으며 사방으로 방출된다. 엑스레이(X-ray)가 사방으로 방출되는 과정에서 일부는 생성층(37)과 회절층(38) 또는 회절층(38)과 회절층(38) 사이의 투과층(39)을 통과하면서 회절되어 특정한 방향으로 진행하게 되고, 회절층(38)과 충돌하여 반사되면서 점차 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 대략 수직한 방향으로 진행하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 요철면(33)은 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 직선(L1)과 거의 평행하게 형성되며, 이와 같은 구조로 인해 생성층(37)에서 발생한 엑스레이(X-ray) 중 요철면(33)과 대략 평행한 방향으로 방출되는 엑스레이(X-ray)(B1)는 회절, 반사, 투과되는 과정을 반복하면서 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)와 실질적으로 수직한 방향으로 진행하여 양극기판(31)과 양극(Anode)(32)을 거쳐 엑스레이 발생장치(10)의 외부로 방출된다. 한편 생성층(37)에서 발생한 엑스레이(X-ray) 중 요철면(33)과 일정한 크기 이상의 각을 형성하는 방향으로 방출되는 엑스레이(X-ray)(B2)의 경우, 회절층(38)과 회절층(38) 사이에서 충돌로 인한 반사 과정을 통해 에너지를 급격하게 잃어 대부분 소멸되므로, 엑스레이 발생장치(10)의 외부로 방출되지 않고 흡수된다. 이와 같이 타겟(Target)(34)을 요철 형상의 층상 구조를 갖도록 형성함으로써 효과적으로 양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 방향으로 진행하는 엑스레이(X-ray)를 집속할 수 있다.
또한, 상기와 같이 엑스레이(X-ray)를 집속하는 과정에서 회절 현상을 이용하므로 특정한 파장을 가진 엑스레이(X-ray)가 집속될 수 있다.
엑스레이(X-ray)의 회절현상은 아래와 같이 주어지는 브래그의 법칙(Bragg' law)에 따른다.
n*λ = 2*d*sinθ (n=정수, λ=엑스레이(X-ray)의 파장, d=회절층 사이의 거리, θ=엑스레이(X-ray)와 회절층이 이루는 각도)
여기서 θ가 클수록 엑스레이(X-ray)와 회절층(38)이 이루는 각도가 커져 엑스레이(X-ray)의 회절이 일어나지 못하고 반사되므로 회절이 일어 날 수 있는 각도(θ)는 일정한 범위 이하로 한정되며, 회절층(38) 사이의 거리(d)는 일정한 값으로 고정되므로 θ와 d 값에 따라 회절되는 엑스레이(X-ray)의 파장(λ)이 특정되며, 따라서 회절층(38) 사이의 거리 d를 조절하여 원하는 파장 영역대의 엑스레이(X-ray) 만을 중첩시켜 집속할 수 있다. 이 경우 소멸간섭현상을 방지하기 위하여 회절층(38) 사이의 거리(d)는 일정하게 유지되어야 하며, 또한 서로 동일해야 한다. 이와 같이 특정 파장을 갖는 엑스레이(X-ray)를 이용할 경우 대상에 대한 정밀한 화상 정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 엑스레이(X-ray)가 엑스레이 발생장치의 양극부(Anode)를 투과하여 엑스레이 발생장치의 외부로 방출되는 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 엑스레이(X-ray)가 엑스레이 발생장치의 음극부(Cathode)를 투과하여 엑스레이 발생장치의 외부로 방출되는 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스레이 발생장치(10)는 양극부(Anode)(30)를 투과하는 엑스레이(X-ray)를 사용하거나 또는 음극부(Cathode)(20)를 투과하는 엑스레이(X-ray)를 사용할 수 있다.
양극부(Anode)(30)를 투과하는 엑스레이(X-ray)를 사용할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 이미터(Emitter)(22)에서 방출된 전자는 양극(Anode)(32)에 의해 가속되어 타겟(Target)(34)의 생성층(37)에 충돌한다. 전자가 생성층(37)과 충돌할 때 발생되는 엑스레이(X-ray)는 요철 형상의 층상 구조를 형성하는 회절층(38) 및 투과층(39)을 지나면서 타겟(Target)(34)을 투과하는 방향(양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 방향)으로 진행하며 타겟(Target)(34), 양극(Anode)(32) 및 양극기판(31)을 순차적으로 투과하여 엑스레이 발생장치(10) 외부로 방출된다.
양극(Anode)(32) 및 양극기판(31)은 유리 또는 실리콘 등과 같이 엑스레이(X-ray)를 잘 투과시키는 재질로 형성된다.
음극부(Cathode)(20)를 투과하는 엑스레이(X-ray)를 사용할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 이미터(Emitter)(22)에서 방출된 전자는 양극(Anode)(32)에 의해 가속되어 타겟(Target)(34)의 생성층(37)에 충돌하며 이 때 발생한 엑스레이(X-ray) 는 요철 형상의 층상 구조를 형성하는 회절층(38) 및 투과층(39)을 지나거나 회절층(38)에서 반사되어 타겟(Target)(34)으로부터 반사되는 방향(양극부(Anode)(30) 또는 음극부(Cathode)(20)에 수직한 방향)으로 진행하며, 음극부(Cathode)(20)를 투과하여 엑스레이 발생장치(10) 외부로 방출된다.
음극기판(21)은 유리 또는 실리콘 등과 같이 엑스레이(X-ray)를 잘 투과시키는 재질로 형성된다.
이와 같이 음극부(Cathode)(20)를 투과하는 엑스레이(X-ray)를 사용하게 되면, 양극(Anode)(32)을 냉각시키는데 필요한 냉각장치(42)를 제약 없이 양극부(Anode)(30)의 후방에 결합시킬 수 있으며, 전자 가속 성능과 관계되는 양극(Anode)(32)의 두께를 두껍게 할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 엑스레이 발생장치(10)를 포함하여 구성되는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템(100)을 자세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 촬영 시스템의 주요 구성을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템(100)은 엑스레이(X-ray)를 생성하여 방출하는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와, 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 검출하는 검출장치(Detector)(60)와, 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)로부터 방출된 엑스레이(X-ray)가 분산되는 것을 방지하도록 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 검출장치(Detector)(60) 사이에 위치하는 집속장치(Collimator)(80)를 포함하여 구성된다.
집속장치(Collimator)(80)는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 수직화하여 피사체(90)에 입사시키거나, 피사체(90)를 통과한 엑스레이(X-ray)를 수직화하여 검출장치(Detector)(60)에 입사시킨다. 집속장치(Collimator)(80)는 입사되는 엑스레이(X-ray)를 완전히 수직화하는 하는 것은 아니며 입사되는 엑스레이(X-ray)의 입사각에 비해 상대적으로 방출되는 엑스레이(X-ray)의 출사각을 감소시킴으로써 피사체(90) 또는 검출장치(Detector)(60)로 입사하는 엑스레이(X-ray)가 검출장치(Detector)(60)의 평면에 대해 수직에 가까운 각도 범위 이내로 들게 하는 것이다. 입사각 및 출사각은 집속장치(Collimator)(80) 또는 검출장치(Detector)(60)의 평면에 대해 수직인 방향에 대한 기울기를 의미하며, 예를 들어 검출장치(Detector)(60)에 대한 입사각을 줄인다는 것은 검출장치(Detector)(60)로 입사하는 엑스레이(X-ray)가 검출장치(Detector)(60)의 평면에 대해 수직인 방향에 보다 가깝도록 한다는 의미이다.
집속장치(Collimator)(80)는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 검출장치(Detector)(60) 사이에 위치하며, 자세하게는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 피사체(90) 사이와 피사체(90)와 검출장치(Detector)(60) 사이에 적어도 하나 이상 배치된다.
엑스레이(X-ray) 발생장치(10)에서 방출되는 엑스레이(X-ray)는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)에서 멀어질수록 해상도가 떨어지게 된다. 즉, 엑스레이(X-ray)가 엑스레이(X-ray) 발생장치(10) 대해 수직한 직선(L2)과 β의 각도를 이루면서 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)로부터 방출될 경우, 초기에는 엑스레이(X-ray)와 엑스레이(X-ray) 발생장치(10) 대해 수직한 직선(L2)과의 거리(d1)가 매우 미세하나, 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)에서 멀어질수록 엑스레이(X-ray)와 엑스레이(X-ray) 발생장치(10) 대해 수직한 직선(L2)과의 거리(d2)가 커지게 되며, 이는 해상도의 저하로 이어진다. 이는 피사체(90)를 투과하여 검출장치(Detector)(60)로 입사되는 엑스레이(X-ray)에도 동일하게 적용된다. 집속장치(Collimator)(80)는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 피사체(90) 사이와 피사체(90)와 검출장치(Detector)(60) 사이에 각각 배치되어 엑스레이(X-ray)의 수직도를 향상시킴으로써 해상도가 저하되는 것을 방지하게 된다.
따라서 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 검출장치(Detector)(60) 사이에 다수의 집속장치(Collimator)(80)를 배치함으로써 해상도를 향상시키는 것이 가능하다. 다만, 후술할 바와 같이 엑스레이(X-ray)가 집속장치(Collimator)(80)를 통과하는 경우 일부는 집속장치(Collimator)(80)에 흡수되므로 피사체(90)에 대한 완전한 화상을 얻기 위해 필요한 양의 엑스레이(X-ray)가 피사체(90)에 조사되도록 하기 위해서는 집속장치(Collimator)(80)의 수를 무제한적으로 늘릴 수는 없으며, 사용 목적에 따라 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 검출장치(Detector)(60) 사이에 배치되는 집속장치(Collimator)(80) 수는 달리할 필요가 있다.
또한 집속장치(Collimator)(80)는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)와 나란하게 배치되며, 집속장치(Collimator)(80) 또는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)는 서로 나란한 방향으로 미세한 이동 또는 진동이 가능하도록 이동장치(11, 81)와 연결될 수 있다.
집속장치(Collimator)(80)와 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)가 고정되어 사용될 경우 피사체(90)의 특징 부분만의 영상이 얻어질 수 있으나, 집속장치(Collimator)(80) 또는 엑스레이(X-ray) 발생장치(10)를 미세하게 이동시키거나 진동시킴으로써 피사체(90)의 모든 부분의 영상을 얻을 수 있게 된다.
한 편 집속장치(Collimator)(80)는 엑스레이(X-ray)의 진행방향과 실질적으로 평행하게 배치되는 복수의 모세관(82)으로 이루어진다.
도 7은 도 6에서 집속장치(Collimator)를 구성하는 모세관을 확대하여 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 모세관(82)은 서로 평행하게 배열되며, 모세관(82)을 지나는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층(84)과, 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층(86)을 포함하며, 회절층(84)과 투과층(86)은 모세관(82)의 외곽으로부터 중심 방향으로 서로 교대로 배치되어 층상구조를 이룬다. 투과층(86)은 회절층(84) 사이에 배치되어 회절층(38)과 회절층(38) 사이를 통과하는 엑스레이(X-ray)가 회절되는 통로가 된다.
회절층(84)은 입사된 엑스레이(X-ray)의 방향에 따라 특정한 방향으로 엑스레이(X-ray)가 회절 또는 반사될 수 있도록 원자 번호가 큰 원소로 형성되며, 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 등이 회절층(84)의 재료로 사용될 수 있다. 투과층(86)은 엑스레이(X-ray)를 반사시키거나 흡수하지 않도록 원자번호가 작은 원소로 형성되며, 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있으며, 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 등이 사용될 수도 있다.
모세관(82)은 회절층(84)과 투과층(86)이 서로 교대로 배치되어 층상구조를 이루도록 형성됨으로써, 엑스레이(X-ray)가 엑스레이 발생장치(10) 또는 검출장치(Detector)(60)의 평면에 대해 수직한 방향으로 집속될 수 있도록 한다.
도 8은 도 7의 모세관을 지나면서 서로 평행한 성분의 엑스레이가 집속되는 원리를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 모세관(82)으로 입사한 엑스레이(X-ray)는 모세관(82)의 길이 방향과 평행한 방향으로 집속되어 출사된다.
앞서 설명한 바와 같이, 모세관(82)은 엑스레이(X-ray) 발생장치(10) 대해 수직한 직선(L2)과 거의 평행하게 배치되며, 이와 같은 구조로 인해 모세관(82)으로 입사하는 엑스레이(X-ray) 중 모세관(82)과 대략 평행한 방향의 엑스레이(X-ray)(B3)는 회절, 반사, 투과되는 과정을 반복하면서 모세관(82)의 길이 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 진행하여 집속장치(Collimator)(80)의 외부로 출사된다. 한편 모세관(82)으로 입사하는 엑스레이(X-ray) 중 모세관(82)과 일정한 크기 이상의 각을 형성하는 방향으로 입사되는 엑스레이(X-ray)(B4)의 경우, 회절층(84)과 회절층(84) 사이에서 충돌로 인한 반사 과정을 통해 에너지를 급격하게 잃어 대부분 소멸되므로, 집속장치(Collimator)(80)의 외부로 방출되지 않고 흡수된다. 이와 같이 집속장치(Collimator)(80)를 층상 구조를 가지는 모세관(82)의 배열로 형성함으로써 효과적으로 엑스레이(X-ray)를 집속할 수 있다.
또한, 상기와 같이 엑스레이(X-ray)를 집속하는 과정에서 회절 현상을 이용하므로 특정한 파장을 가진 엑스레이(X-ray)가 집속될 수 있으며, 엑스레이(X-ray)의 회절현상은 앞서 설명한 바와 동일하게 브래그의 법칙(Bragg' law)에 따르므로 설명을 생략한다.
집속장치(Collimator)(80)는 모세관(82)이 아닌 다수의 결정 격자로 구성될 수도 있다. 결정 격자는 결정 격자로 입사되는 엑스레이(X-ray) 중 특정한 파장의 엑스레이(X-ray)만을 필터링하여 출사시킬 수 있으며, 이 경우 대상에 대한 정밀한 화상 정보를 획득할 수 있다.
10 : 엑스레이 발생장치 11,81 : 이동장치
20 : 음극부(Cathode) 22 : 이미터(Emitter)
24 : 게이트(Gate) 26 : 전자제어부
30 : 양극부(Anode) 34 : 타겟(Target)
37 : 생성층 38, 84 : 회절층
39, 86 : 투과층 50 : 검출장치(Detector)
80 : 집속장치(Collimator) 82 : 모세관
100 : 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.

Claims (37)

  1. 엑스레이(X-ray)를 생성하여 방출하는 엑스레이(X-ray) 발생장치;와,
    상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 검출하는 검출장치(Detector);와,
    상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)가 분산되는 것을 방지하도록 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 상기 검출장치(Detector) 사이에 위치하는 적어도 하나의 집속장치(Collimator);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집속장치(Collimator)는 서로 평행하게 배치되는 복수의 모세관을 포함하고,
    상기 모세관은 상기 모세관을 지나는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모세관은 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고,
    상기 회절층과 상기 투과층은 상기 모세관의 외곽으로부터 중심 방향으로 서로 교대로 배치되어 층상구조를 이루는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 집속장치(Collimator)는 특정 파장의 엑스레이(X-ray)를 필터링할 수 있도록 다수의 결정 격자로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    엑스레이(X-ray) 발생장치는,
    전자를 방출하는 복수의 이미터(Emitter)와 상기 이미터(Emitter)로부터 전자가 방출될 수 있도록 상기 이미터(Emitter)와의 사이에 전기장을 형성하는 게이트(Gate)를 구비하는 음극부(Cathode)와,
    상기 음극부(Cathode)로부터 방출된 전자가 충돌하여 엑스레이(X-ray)를 발생시킬 수 있도록 타겟(Target)을 구비하는 양극부(Anode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 음극부(Cathode)는 평판형태로 마련되고, 평판형태로 마련된 상기 음극부(Cathode)의 표면에는 상기 이미터(Emitter)가 복수의 행 및 열을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 타겟(Target)은 엑스레이(X-ray)가 분산되는 것을 방지하기 위해 요철 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 타겟(Target)은 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 타겟(Target)은 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고,
    상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 이루는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 이미터(Emitter)는 각각 독립적인 제어가 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 집속장치(Collimator)는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 나란하게 배치되며, 상기 집속장치(Collimator) 또는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치는 서로 나란한 방향으로 이동이 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  16. 평판 형태로 마련되는 음극부(Cathode);와,
    상기 음극부(Cathode)의 표면에 복수의 행 및 열을 이루어 배치되는 이미터(Emitter);와,
    상기 이미터(Emitter)로부터 전자가 방출될 수 있도록 상기 이미터(Emitter) 사이에 배치되는 게이트(Gate);와,
    상기 음극부(Cathode)와의 사이에 전기장을 형성하여 상기 이미터(Emitter)로부터 방출된 전자를 가속시키는 평판 형태의 양극부(Anode);와,
    상기 이미터(Emitter)로부터 방출된 전자를 충돌시켜 엑스레이(X-ray)가 발생하도록 하는 타겟(Target);을 구비하고,
    상기 타겟(Target)은 상기 이미터(Emitter)로부터 방출된 전자가 가속되는 방향과 실질적으로 평행한 방향의 엑스레이(X-ray) 성분을 집속하기 위한 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 요철부는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 타겟(Target)은 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고,
    상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 이루는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 이미터(Emitter)는 각각 독립적인 제어가 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 엑스레이(X-ray)는 상기 양극부(Anode)를 투과하여 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치의 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 엑스레이(X-ray)는 상기 음극부(Cathode)를 투과하여 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치의 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  24. 2차원 평판 상에 배치되는 복수의 전자발생소자;와,
    상기 복수의 전자발생소자에 대향하도록 배치되며, 상기 전자발생소자로부터 방출된 전자를 충돌시켜 엑스레이(X-ray)가 발생하도록 하는 타겟(Target);을 구비하고,
    상기 타겟(Target)은,
    요철 형상으로 이루어지며, 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 하는 적어도 하나의 회절층;과,
    상기 회절층의 후방에 결합되며, 상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 회절층은 텅스텐(W), 몰디브덴(Mo), 납(Pb), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 투과층은 탄소(C), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 폴리머(Polymer), 질화물(Nitride), 산화물(Oxide) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 전자발생소자는 각각 독립적인 제어가 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 회절층 사이의 거리는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  30. 엑스레이(X-ray)를 발생하는 엑스레이(X-ray) 발생장치;와,
    상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출되어 피검사체를 투과한 엑스레이(X-ray)를 검출하는 검출장치(Detector);와,
    상기 엑스레이(X-ray) 발생장치로부터 방출된 엑스레이(X-ray)를 집속하는 적어도 하나의 집속장치(Collimator);를 포함하고,
    상기 집속장치(Collimator)는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 상기 피검사체 사이 또는 상기 피검사체와 상기 검출장치(Detector) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 집속장치(Collimator)는 서로 평행하게 배치되는 복수의 모세관을 포함하고,
    상기 모세관은,
    상기 모세관을 지나는 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 적어도 하나의 회절층과,
    상기 회절층에 의해 회절된 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층을 포함하고,
    상기 회절층과 상기 투과층은 상기 모세관의 외곽으로부터 중심 방향으로 서로 교대로 배치되어 층상구조를 이루는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되며, 상기 회절층 사이의 거리는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 발생장치.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 집속장치(Collimator)는 특정 파장의 엑스레이(X-ray)를 필터링할 수 있도록 다수의 결정 격자로 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 집속장치(Collimator)는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치와 나란하게 배치되며, 상기 집속장치(Collimator) 또는 상기 엑스레이(X-ray) 발생장치는 서로 나란한 방향으로 이동이 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  35. 제30항에 있어서,
    엑스레이(X-ray) 발생장치는,
    전자를 방출하는 복수의 이미터(Emitter)와 상기 이미터(Emitter)로부터 전자가 방출될 수 있도록 상기 이미터(Emitter)와의 사이에 전기장을 형성하는 게이트(Gate)를 구비하는 음극부(Cathode)와,
    상기 음극부(Cathode)로부터 방출된 전자가 충돌하여 엑스레이(X-ray)를 발생시킬 수 있도록 타겟(Target)을 구비하는 양극부(Anode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 타겟(Target)은 서로 다른 재질로 이루어지는 복수의 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 복수의 층은 엑스레이(X-ray)가 회절될 수 있도록 하는 적어도 하나의 회절층과, 엑스레이(X-ray)를 투과시키는 적어도 하나의 투과층으로 이루어지고,
    상기 회절층과 상기 투과층은 서로 교대로 배치되어 요철 형상의 층상구조를 이루는 것을 특징으로 하는 엑스레이(X-ray) 촬영 시스템.
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