KR20140013403A - 엑스선 촬영 장치 및 그 촬영 방법 - Google Patents

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KR20140013403A KR1020120080248A KR20120080248A KR20140013403A KR 20140013403 A KR20140013403 A KR 20140013403A KR 1020120080248 A KR1020120080248 A KR 1020120080248A KR 20120080248 A KR20120080248 A KR 20120080248A KR 20140013403 A KR20140013403 A KR 20140013403A
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Abstract

엑스선 촬영 장치 및 그 촬영 방법을 제공한다. 본 엑스선 촬영 장치는, 2차원으로 정렬되며, 독립적으로 엑스선을 발생시키는 복수 개의 엑스선 발생기 및 복수 개의 엑스선 발생기와 일대일 대응하며, 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선을 독립적으로 검출하는 복수 개의 엑스선 검출기를 포함한다.

Description

엑스선 촬영 장치 및 그 촬영 방법{X-ray photograph apparatus and the method for photographing thereof}
본 개시는 엑스선 촬영 장치 및 그 촬영 방법에 관한 것이다.
엑스선은 산업, 과학, 의료 등의 분야에서 비파괴 검사, 재료의 구조 및 물성 검사, 영상 진단, 보안 검색 등에 사용되고 있다. 일반적으로, 이러한 엑스선을 이용한 촬영 장치는 엑스선을 방출시키는 엑스선 발생기와 대상체를 통과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기로 구성된다.
여기서 엑스선 검출기는 필름 방식에서 디지털 방식으로 급속히 전환되고 있다. 하지만 엑스선 발생기는 거의 텅스텐 필라멘트 방식의 음극을 이용한 전자 발생 소자를 사용하고 있다. 이로 인해 하나의 엑스선 촬영 장치에는 하나의 전자 발생 소자가 장착되어 있다.
한편, 엑스선 검출기는 일반적으로 평면형으로 구현되기 때문에 하나의 전자 발생 소자로부터 이미지를 획득하기 위하여 엑스선 발생기와 피사체는 어느 정도의 거리를 두어야 하는 문제가 있다. 또한, 하나의 엑스선 발생기로부터 일정한 면적의 피사체를 촬영해야 하므로 피사체의 특정 부분만 선택하여 촬영할 수도 없다.
본 발명의 실시예는 전계 방출(field emission) 방식의 냉전자원을 사용하여 복수 개의 엑스선 발생기를 포함하는 평면형 엑스선 소스를 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시예는 복수 개의 엑스선 발생기가 독립적으로 구동하고, 그에 대응하여 엑스선을 검출하는 엑스선 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르는 엑스선 촬영 장치는, 2차원으로 정렬되며, 독립적으로 엑스선을 발생시키는 복수 개의 엑스선 발생기; 및 상기 복수 개의 엑스선 발생기와 일대일 대응하며, 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선을 독립적으로 검출하는 복수 개의 엑스선 검출기;를 포함한다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 검출기 각각은, 상기 대응하는 엑스선 발생기에 동기화되어 엑스선을 검출할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스선 발생기 중 이웃하는 엑스선 발생기들은 교대로 엑스선을 발생시킬 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 발생기가 행렬로 배열되고, 행과 열이 다른 적어도 두 개의 엑스선 발생기는 동시에 엑스선을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스선 발생기 각각에서 발생된 엑스선은 대응하는 엑스선 검출기를 포함한 영역에 조사될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 검출기 각각은, 상기 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선만을 검출할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스선 발생기 각각은, 전자를 방출하는 전자 방출 소자; 상기 전자 방출 소자에서 방출된 전자에 의해 엑스선을 발생시키는 에노드; 및대응하는 엑스선 검출기로 상기 엑스선이 진행하도록 상기 엑스선의 일부를 차폐시키는 차폐 윈도우;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 차폐 윈도우는, 상기 엑스선이 상기 에노드에서 상기 대응하는 엑스선 검출기로 진행하도록 개구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 개구는 테이퍼진 형상일 수 있다.
그리고, 상기 개구는 상기 에노드에서 상기 대응하는 엑스선 검출기로 갈수록 단면적이 커지는 형상일 수 있다.
또한, 상기 개구의 최대 단면적은 상기 대응하는 엑스선 검출기의 단면적보다 작을 수 있다.
그리고, 상기 개구의 경사각(a)은
Figure pat00001
을 만족할 수 있다.
여기서, d는 에노드와 엑스선 검출기까지의 거리이고, l은 엑스선 검출기의 길이이며, w은 차폐 윈도우 내 개구의 최소 단면적이다.
또한, 4회 이하의 촬영에 의해 상기 복수 개의 엑스선 검출기 전체가 엑스선을 검출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 유형에 따르는 엑스선 촬영 방법은, 행렬로 배치된 복수 개의 엑스선 발생기와 그에 대응되는 복수 개의 엑스선 검출기를 포함하는 엑스선 촬영 장치가 엑스선을 촬영하는 방법에 있어서, 홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제1 엑스선 발생 단계; 홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기가 상기 엑스선을 검출하는 제1 엑스선 검출 단계: 홀수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제2 엑스선 발생 단계; 및홀수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 제2 엑스선검출 단계;를 포함한다.
그리고, 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제3 엑스선 발생 단계; 및 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기가 상기 엑스선을 검출하는 제3 엑스선 검출 단계:를 더 포함할 수 있다.
또한, 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제4 엑스선 발생 단계; 및 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 제4 엑스선검출 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 엑스선 발생 단계는, 상기 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 단계;를 포함하고, 상기 제1 엑스선 검출 단계는, 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 엑스선 발생 단계는, 상기 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 단계;를 포함하고, 상기 제2 엑스선 검출 단계는, 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 발생기 각각에서 발생된 엑스선은 대응되는 엑스선 검출기를 포함한 영역에 조사될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스선 검출기 각각은 상기 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선만을 검출할 수 있다.
본 개시의 엑스선 소스는 복수 개의 엑스선 발생기가 2차원으로 배열되어 면광원을 구현할 수 있다.
본 개시의 엑스선 촬영 장치는 복수 개의 엑스선 발생기 및 그에 대응하는 엑스선 검출기가 독립적으로 구동하기 때문에 불필요한 부분에 엑스선의 조사를 최소화할 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시예에 의한 엑스선 촬영 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 엑스선 촬영 장치 중 전자 방출 소자 어레이의 평면도이다.
도 3는 도 1의 엑스선 촬영 장치 중 에노드와 차폐 윈도우가 결합된 구조의 평면도이다.
도 4는 도 1의 엑스선 촬영 장치 중 엑스선 검출기 어레이의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선을 촬영하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선을 촬영하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 엑스선 촬영 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1는 본 발명의 실시예에 의한 엑스선 촬영 장치(100)의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 엑스선 촬영 장치(100) 중 전자 방출 소자 어레이(10A)의 평면도이며, 도 3는 도 1의 엑스선 촬영 장치(100) 중 에노드(31)와 차폐 윈도우(32)가 결합된 구조(30A)의 평면도이고, 도 4는 도 1의 엑스선 촬영 장치(100) 중 엑스선 검출기 어레이(40A)의 평면도이다.
도면들을 참조하면, 엑스선 촬영 장치(100)는 독립적으로 엑스선을 발생시킬 수 있는 복수 개의 엑스선 발생기(20) 및 복수 개의 엑스선 발생기(20)와 일대일 대응하며 대응하는 엑스선 발생기(20)에서 발생된 엑스선을 독립적으로 검출하는 복수 개의 엑스선 검출기(40)를 포함할 수 있다.
각 엑스선 발생기(20)는 전자를 방출하는 전자 방출 소자(10) 및 전자 방출 소자(10)에서 방출된 전자에 의해 엑스선을 방출하는 엑스선 방출 소자(30)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 전자 방출 소자(10)는 전자 방출 소자(10)는, 캐소드 전극(11), 캐소드 전극(11)과 이격 배치되는 게이트 전극(14), 캐소드 전극(11)과 게이트 전극(14) 사이에 배치되는 절연층(12) 및 전자 방출원(15)을 포함한다.
캐소드 전극(11) 및 게이트 전극(14)은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 금속 또는 전도성 금속 산화물 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어 캐소드 전극(11) 및 게이트 전극(14)은 Ti, Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W 또는 Cu와 같은 금속 또는 ITO(indium tin oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2(Tin oxide) 또는 In2O3 등의 금속산화물일 수 있다.
캐소드 전극(11)은 전자 방출원(15)에 전압을 인가하며, 평판 형상일 수 있다. 그리고, 게이트 전극(14)은 캐소드 전극(11)과 다른 크기의 전압을 인가받아 전자 방출원(15)의 전자 방출을 유도한다. 게이트 전극(14)은 개구(H1)를 포함하는 링 형상으로 형성될 수 있다.
절연층(12)은 캐소드 전극(11)과 게이트 전극(14) 사이에 배치되어 캐소드 전극(11)과 게이트 전극(14)간의 전기적 통전을 방지한다. 또한, 절연층(12)은 게이트 전극(14)을 지지하기 때문에 게이트 전극(14)과 동일한 형상일 수도 있고, 전자의 진행 경로를 방해하지 않는 한 게이트 전극(14)을 지지하는 어떠한 구조여도 무방하다.
전자 방출원(15)은 캐소드 전극(11)과 게이트 전극(14)에 인가되는 전압에 의해 전자를 방출한다. 전자 방출원(15)은 전자를 방출할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전자 방출원(15)은 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 질소 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등으로 형성될 수 있다.
전자 방출원(15)에서 방출되는 전자는 일반적으로 캐소드 전극(11)내 개구(H)를 통해 외부로 방출된다. 그러나, 전자 방출원(15)에서 방출되는 전자의 일부는 절연층(12)에 입사될 수 있다. 전자 방출원(15)에서 방출된 전자와 절연층(12)간의 충돌을 최소화하기 위해 절연층(12)이 전자 방출원(15)에 비하여 경사지게 배치될 수 있다.
앞서 설명한 전자 방출 소자(10)는 개별적으로 제조되어 조립될 수 있다. 상기한 복수 개의 전자 방출 소자(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 2차원으로 배열될 수 있다. 복수 개의 전자 방출 소자(10)는 m×n(여기서 m, n은 2이상의 자연수) 형태로 행렬로 배열될 수 있으며, 복수 개의 전자 방출 소자(10)는 독립적으로 전자를 방출할 수 있다.
엑스선 방출 소자(30)는 전자 방출 소자(10)에서 방출된 전자를 엑스선으로 변환시키는 에노드(31) 및 상기한 엑스선이 대응하는 엑스선 검출기(40) 이외의 검출기로 진행하는 것을 차폐시키는 차폐 윈도우(32)를 포함할 수 있다.
에노드(31)는 전자 방출 소자(10)에서 방출된 전자가 진행하는 경로 상에 배치될 수 있다. 에노드(31)는 전자 방출 소자(10)에서 발생된 전자에 의해 엑스선을 발생시키는 것으로 Mo, Ag, W, Cr, Fe, Co, Cu 등의 금속 또는 금속합금으로 형성된 타겟(미도시)을 포함한다. 에노드(31)에서 발생된 엑스선은 등방향으로 방출된다. 상기한 엑스선은 대응하는 엑스선 검출기(40)에 조사되는 엑스선만이 의미가 있기 때문에 차폐 윈도우(32)는 에노드(31)와 엑스선 검출기(40) 사이에 엑스선이 진행하도록 개구(H)를 포함할 수 있다. 상기한 개구(H2)는 테이퍼진 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 개구(H2)는 에노드(31)에서 엑스선 검출기(40)로 갈수록 단면적이 커지는 형상일 수 있다.
개구(H2)가 테이퍼진 형상인 경우, 개구(H2)의 경사각(a)은 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[수학식 1]
Figure pat00002
여기서, d는 에노드(31)와 엑스선 검출기(40)까지의 거리이고, l은 엑스선 검출기(40)의 길이이며, w은 차폐 윈도우(32) 내 개구(H2)의 최소 단면적이다.
이와 같이, 개구(H2)의 경사각이 수학식 1을 만족하면, 에노드(31)에서 발생된 엑스선은 대응하는 엑스선 검출기(40)의 단면적을 포함하는 영역에 조사된다. 그리하여, 대응하는 엑스선 검출기(40)는 대응하는 엑스선 발생기(20)에서 발생된 엑스선을 검출할 수 있다.
또한, 엑스선 방출 소자(30)와 엑스선 검출기(40) 사이에는 검사 대상인 대상체가 삽입될 수 있도록 이격 배치된다. 그리하여, 불필요한 엑스선 방사를 방지하기 위해 개구(H2)의 최대 단면적은 대응하는 엑스선 검출기(40)의 단면적보다 작은 것이 바람직하다. 뿐만 아니라, 상기한 개구(H2)의 형상은 엑스선 검출기(40)의 단면적와 동일한 형성일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 엑스선 검출기(40)가 사각형 형상이라 할지라도 개구(H2)는 원형일 수도 있다.
상기한 차폐 윈도우(32)는 엑스선을 차단할 수 있는 물질로 형성할 수 있으며, 스테인레스(sus), 글래스(glass) 등의 물질로 형성할 수 있다.
복수 개의 엑스선 방출 소자(30)도, 도 3에 도시된 바와 같이, 2차원으로 배열될 수 있다. 복수 개의 엑스선 방출 소자(30)는 m×n(여기서 m, n은 2이상의 자연수) 형태인 행렬로 배열될 수 있으며, 복수 개의 엑스선 방출 소자(30) 각각은 대응하는 전자 방출 소자(10)와 동기화되어 독립적으로 엑스선을 방출할 수 있다. 복수 개의 엑스선 방출 소자(30)도 엑스선 방출 소자(30)가 하나씩 제조되어 조립될 수 있다.
엑스선 검출기(40)는 엑스선 방출 소자(30)에서 방출된 엑스선 엑스선을 검출한다. 엑스선 검출기(40)도, 도 4에 도시된 바와 같이, 2차원으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 엑스선 검출기(40)는 m×n(여기서 m, n은 2이상의 자연수) 형태인 행렬로 배열될 수 있다. 그리고, 복수 개의 엑스선 검출기(40) 각각은 대응하는 엑스선 발생기(20)에 동기화되어 독립적으로 엑스선을 검출할 수 있다.
엑스선 검출기(40)는 검출되는 엑스선을 전기적 신호로 변환한다. 엑스선 검출기(40)의 검출 방식은 직접 방식과 간접 방식으로 나뉜다. 직접 방식은 포토컨덕터(photoconductor)에서 엑스선을 직접 전하로 변환하며, 간접 방식은 신틸레이저(scintillator)에서 엑스선을 가시광선으로 변환 후, 변환된 가시광선을 포토다이오드와 같은 광전변환소자를 통해 전하로 변환하는 방식이다. 상기한 엑스선 검출기(40)로서 Flat Panel Detector가 사용될 수 있다.
엑스선 발생기(20)에서 발생된 엑스선이 대응하는 엑스선 검출기(40)에만 조사되면, 복수 개의 엑스선 발생기(20)는 동시에 엑스선을 발생시키고, 복수 개의 엑스선 검출기(40)는 동시에 엑스선을 검출할 수 있다. 그러나, 엑스선 발생기(20)와 엑스선 검출기(40)간의 거리는 변경될 수 있고, 대상체 중 특정 영역만을 촬영하고자 하는 경우도 있다. 그리하여, 대상체에 대한 엑스선의 피폭량을 최소화하고, 보다 정확한 엑스선의 검출을 위해 엑스선 발생기(20)는 독립적으로 엑스선을 발생시키고, 그에 대응된 엑스선 검출기(40)도 동기화되어 독립적으로 엑스선을 검출할 필요가 있다.
이하에서는 독립적으로 엑스선을 촬영하는 방법에 대해 설명한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선을 촬영하는 방법을 설명하는 도면이다. 설명의 편의를 도모하기 위해 개구(H2)는 원형이고, 엑스선 검출기(40)는 사각형인 것으로 한다. 하지만 이는 설명의 편의를 도모하기 위한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다. 엑스선 발생기(20) 및 엑스선 검출기(40)는 모두 m×n(여기서 m, n은 2이상의 자연수) 형태로 배열될 수 있다. 엑스선 발생기(20)와 엑스선 검출기(40)는 일대일 대응되게 배치되어 있다.
엑스선 촬영시, 복수 개의 엑스선 발생기(20) 중 이웃하는 엑스선 발생기(20)들은 동시에 엑스선을 발생시키지 않으며 교대로 엑스선을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키고 나서 홀수 행의 짝수 열, 짝수 행의 홀수 열, 짝수 행의 짝수 행 중 어느 하나에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시킬 수 있다.
엑스선 촬영 장치가 전체 엑스선을 촬영하려면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키면 홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기(40)가 엑스선을 검출한다. 그리고 나서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 홀수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키면 홀수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기(40)가 엑스선을 검출한다. 이후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키면 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기(40)가 엑스선을 검출하며, 도 5d에 도시된 바와 같이, 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키면 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기(40)가 엑스선을 검출한다. 그리하여, 총 4회의 촬영 횟수로 대상체를 촬영할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에서는 4회의 촬영 횟수로 전체 엑스선을 촬영하기 위해 2×2 형태로 배열된 엑스선 발생기(20)들을 그룹핑하고, 시계방향으로 엑스선 발생기(20)가 하나씩 엑스선을 발생시킬 수 있다고 하였으나, 엑스선 발생 순서는 이에 한정되지 않는다. 반시계 방향으로 엑스선 발생기(20)가 하나씩 엑스선을 발생시킬 수 있고, X자 방향으로 엑스선 발생기(20)가 하나씩 엑스선을 발생시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선을 촬영하는 방법을 설명하는 도면이다. 설명의 편의를 도모하기 위해 개구(H2)는 원형이고, 엑스선 검출기(40)는 사각형인 것으로 한다. 하지만 이는 설명의 편의를 도모하기 위한 것일 뿐 이에 한정되지 않는다. 엑스선 발생기(20) 및 엑스선 검출기(40)는 모두 m×n(여기서 m, n은 2이상의 자연수) 형태로 배열될 수 있다. 엑스선 발생기(20)와 엑스선 검출기(40)는 일대일 대응되게 배치되어 있다.
엑스선 촬영시, 복수 개의 엑스선 발생기(20) 중 이웃하지만 행 및 열이 다른 엑스선 검출기(40)들은 엑스선을 동시에 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)와 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)는 동시에 엑스선을 발생시킬 수 있다.
그리고, 엑스선 촬영 장치가 전체 엑스선을 촬영하려면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 홀수 행의 홀수 열 및 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키면 홀수 행의 홀수 열 및 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기(40)가 엑스선을 검출한다. 그리고 나서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 홀수 행의 짝수 열 및 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기(20)가 엑스선을 발생시키면 홀수 행의 짝수 열 및 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기(40)가 엑스선을 검출한다. 그러면, 총 2회의 촬영 횟수로 대상체를 촬영할 수 있다.
본 실시예는 복수 회의 촬영으로, 엑스선을 촬영하는 것을 특징으로 하나 이는 엑스선 촬영 시간을 길게 만드는 문제점이 있을 수 있다. 그리하여, N회(여기서 N은 2이상)에 걸쳐 엑스선을 촬영하는 경우, 기준 촬영 시간이 비해 1회당 촬영시간을 1/N으로 줄이고, 엑스선 촬영 장치에 인가되는 관전류를 기준 전류에 비해 N배 증가시킴으로써, 상기한 문제를 해결할 수 있다.
그리고, 대상체의 일부 영역만을 촬영하는 경우에도, 앞서 설명한 방법을 적용할 수 있다. 즉, 대상체의 일부 영역에 대응하는 엑스선 발생기(20) 및 엑스선 검출기(40)만이 앞서 설명한 방법에 의해 엑스선을 촬영할 수 있다.
도 1에 도시된 엑스선 촬영 장치는 전자 방출 소자 어레이(10A), 엑스선 방출 소자 어레이(30A) 및 엑스선 검출기 어레이(40A)가 순차적으로 배치되어 투과형 엑스선 촬영 장치이다. 투과형 촬영 장치는 구조가 간단한 장점이 있다. 엑스선 촬영 장치는 반사형으로도 구현 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(200)의 단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 엑스선 촬영 장치(200)는, 엑스선 검출기 어레이(40A), 전자 방출 소자 어레이(10A) 및 엑스선 방출 소자 어레이(30A)가 순차적으로 배치될 수도 있다. 이와 같이, 엑스선 촬영 장치를 반사형으로 구현하기 위해, 전자 방출 소자 어레이(10A)는 엑스선 투과율이 높은 물질로 형성하거나 엑스선 투과가 용이한 두께로 형성할 필요가 있다. 상기한 반사형 엑스선 촬영 장치는 에노드(31)의 가열을 방지하기 위한 냉각 장치의 설치가 용이한 장점이 있다.
상술한 바와 같은 실시예를 통해서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상에 의해 다양한 형태의 정렬 형태를 포함하는 엑스선 촬영 장치 및 그 촬영 방법을 구현할 수 있다. 결과적으로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
10 : 전자 방출 소자 11 : 캐소드 전극
12 : 절연층 14 : 게이트 전극
15 : 전자 방출원 30 : 엑스선 방출 소자
31 : 에노드 32 : 차폐 윈도우
40 : 엑스선 검출기

Claims (20)

  1. 2차원으로 정렬되며, 독립적으로 엑스선을 발생시키는 복수 개의 엑스선 발생기; 및
    상기 복수 개의 엑스선 발생기와 일대일 대응하며, 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선을 독립적으로 검출하는 복수 개의 엑스선 검출기;를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 검출기 각각은,
    상기 대응하는 엑스선 발생기에 동기화되어 엑스선을 검출하는 엑스선 촬영 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생기 중 이웃하는 엑스선 발생기들은 교대로 엑스선을 발생시키는 엑스선 촬영 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생기가 행렬로 배열되어 있을 때,
    행과 열이 다른 적어도 두 개의 엑스선 발생기는 동시에 엑스선을 발생시키는 엑스선 촬영 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생기 각각에서 발생된 엑스선은 대응하는 엑스선 검출기를 포함한 영역에 조사되는 엑스선 촬영 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 검출기 각각은,
    상기 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선만을 검출하는 엑스선 촬영 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생기 각각은,
    전자를 방출하는 전자 방출 소자;
    상기 전자 방출 소자에서 방출된 전자에 의해 엑스선을 발생시키는 에노드; 및
    대응하는 엑스선 검출기로 상기 엑스선이 진행하도록 상기 엑스선의 일부를 차폐시키는 차폐 윈도우;를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차폐 윈도우는,
    상기 엑스선이 상기 에노드에서 상기 대응하는 엑스선 검출기로 진행하도록 개구가 형성된 엑스선 촬영 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 개구는 테이퍼진 형상인 엑스선 촬영 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 개구는 상기 에노드에서 상기 대응하는 엑스선 검출기로 갈수록 단면적이 커지는 형상인 엑스선 촬영 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 개구의 최대 단면적은 상기 대응하는 엑스선 검출기의 단면적보다 작은 엑스선 촬영 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 개구의 경사각(a)은 수학식을 만족하는 엑스선 촬영 장치.
    [수학식]
    Figure pat00003

    여기서, d는 에노드와 엑스선 검출기까지의 거리이고, l은 엑스선 검출기의 길이이며, w은 차폐 윈도우 내 개구의 최소 단면적이다.
  13. 제 1항에 있어서,
    4회 이하의 촬영에 의해 상기 복수 개의 엑스선 검출기 전체가 엑스선을 검출하는 엑스선 촬영 장치.
  14. 행렬로 배치된 복수 개의 엑스선 발생기와 그에 대응되는 복수 개의 엑스선 검출기를 포함하는 엑스선 촬영 장치가 엑스선을 촬영하는 방법에 있어서,
    홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제1 엑스선 발생 단계;
    홀수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기가 상기 엑스선을 검출하는 제1 엑스선 검출 단계:
    홀수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제2 엑스선 발생 단계; 및
    홀수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 제2 엑스선검출 단계;를 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제3 엑스선 발생 단계; 및
    짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기가 상기 엑스선을 검출하는 제3 엑스선 검출 단계:를 더 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 제4 엑스선 발생 단계; 및
    짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 제4 엑스선검출 단계;를 더 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 엑스선 발생 단계는,
    상기 짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 엑스선 검출 단계는,
    짝수 행의 짝수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 단계;를 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 제2 엑스선 발생 단계는,
    상기 짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 발생기가 엑스선을 발생시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 엑스선 검출 단계는,
    짝수 행의 홀수 열에 배치된 엑스선 검출기가 엑스선을 검출하는 단계;를 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생기 각각에서 발생된 엑스선은 대응되는 엑스선 검출기를 포함한 영역에 조사되는 엑스선 촬영 방법.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 검출기 각각은 상기 대응하는 엑스선 발생기에서 발생된 엑스선만을 검출하는 엑스선 촬영 방법.
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