KR20160147024A - 방사선 촬영 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면은 작은 힘으로 이동 가능한 방사선 촬영 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다. 본 발명의 일 측면에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부; 가압하면 상기 촬영부의 이동방향을 특정 이동방향으로 제한하는 것을 나타내는 버튼을 포함하는 조작패널; 상기 조작패널과 상기 촬영부 사이에 구비되어 상기 조작패널에 작용하는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부; 및 상기 버튼이 가압되면 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기와 방향에 기초하여 상기 특정 이동방향으로만 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 포함한다.

Description

방사선 촬영 시스템 및 그 제어방법{RADIOGRAPHIC SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 오퍼레이터가 감소된 힘으로 이동시킬 수 있는 방사선 촬영 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

방사선 촬영 시스템은 엑스선을 사용하여 인체 내부의 영상을 얻도록 설계되어있다. 방사선 촬영 시스템은 인체의 외관으로는 쉽게 확인되지 않는 인체 내부의 상해 또는 질병 검사에 이용된다.

방사선 촬영 시스템은 촬영을 원하는 부위, 예를 들어, 인체의 두부 및 흉부에 엑스선을 조사하고, 상기 부위를 투과한 엑스선을 검출하여 인체 내부의 영상을 얻는다.

방사선 촬영 시스템은 원하는 부위에 엑스선을 조사하는 엑스선튜브(X-ray tube)를 구비한다. 엑스선튜브는 다양한 인체 부위를 검사할 수 있도록 이동 가능하게 마련된다.

일반적으로, 천장형 방사선 촬영 시스템은 검사실의 천장에 설치되는 하나 이상의 가이드 레일과 가이드레일에 절첩 가능하게 연결되는포스트프레임을 구비한다. 엑스선튜브는 포스트프레임의 하단에 회전 가능하게 설치된다.

최근에는 천장형 방사선 촬영 시스템의 이동축에 액추에이터(actuator)를 설치하고 오퍼레이터가 원하는 위치를 입력하면, 엑스선튜브가 입력된 위치로 자동으로 이동하는 자동 이동모드가 구현되어 있다.

또한, 방사선 촬영 시스템은 오퍼레이터가 수동으로 엑스선튜브를 이동시킬 수 있는 수동 이동모드를 갖추고 있다. 수동조작스위치는 엑스선튜브 주위에 마련되며, 오퍼레이터는 수동조작스위치를 사용하여 자동 이동모드에서 수동 이동모드로 조작모드를 전환한 후, 엑스선튜브를 수동으로 이동시킬 수 있다.

엑스선튜브의 무게와 방사선 촬영 시스템의 각 구동축에서의 마찰저항으로 인하여, 수동 이동모드에서 엑스선튜브를 이동시키려면 오퍼레이터는 엑스선튜브에 큰 힘 또는 토크를 가하여야 한다. 따라서, 반복적으로 엑스선튜브를 이동시킬 필요가 있을 때, 오퍼레이터가 육체적인 피로를 느낄 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 측면은 작은 힘으로 이동 가능한 방사선 촬영 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부; 가압하면 상기 촬영부의 이동방향을 특정 이동방향으로 제한하는 것을 나타내는 버튼을 포함하는 조작패널; 상기 조작패널과 상기 촬영부 사이에 구비되어 상기 조작패널에 작용하는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부; 및 상기 버튼이 가압되면 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기와 방향에 기초하여 상기 특정 이동방향으로만 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 상기 버튼이 가압되면 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기에 기초하여 상기 특정 이동방향으로만 상기 촬영부를 이동시키기 위한 파워를 출력하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 구동부는 상기 버튼이 가압되는 동안 상기 촬영부가 상기 특정 이동방향으로만 이동하도록 하며, 상기 가압된 버튼이 해제되면 상기 촬영부의 이동을 정지하도록 구성될수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부; 상기 촬영부를 구동하기 위한 방사선 촬영 정보의 입력을 수신하는 조작패널; 상기 촬영부와 상기 조작패널 사이에 구비되어 상기 조작패널에 작용하는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부; 및 상기 측정부의 좌표계를 상기 촬영부의 회전각도에 기초하여 상기 방사선 촬영 시스템의 좌표계로 변환하는 시스템 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정부는 상기 측정부의 좌표계에서 외력의 방향을 측정하도록 구성될 수 있고, 또한 상기 시스템 제어부는 상기 측정부 좌표계에서 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 방향을 상기 촬영부의 회전각도에 기초하여 상기 방사선 촬영 시스템의 좌표계에서의 방향으로 변환하도록 구성될 수 있다.

상기 방사선 촬영 시스템은 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기에 기초하여 상기 촬영부를 상기 방사선 촬영 시스템의 좌표계의 변환된 방향으로 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 방사선 촬영 시스템은 상기 촬영부의 회전각도를 검출하고, 상기 촬영부의 검출된 회전각도에 대한 정보를 상기 시스템 제어부에 제공하는 포텐쇼미터 또는 엔코더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부; 상기 촬영부의 이동 위치에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수를 산출하고, 상기 산출된 공진 주파수를 포함하는 주파수 대역이 제거된 제어신호를 출력하는 시스템 제어부; 및 상기 시스템 제어부로부터 출력되는 상기 제어신호에 따라 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 미리 설정된 이동위치에서 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 정보를 저장하고, 상기 저장된 공진 주파수 정보에 기초하여 상기 촬영부의 이동위치에서 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수를 산출하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 이동공간에 있는 미리 설정된 포인트들의 좌표와 상기 미리 설정된 포인트들에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 정보를 저장하고, 상기 촬영부의 이동위치와 가장 가까운 상기 미리 설정된 포인트들 중 일부에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 저장된 공진 주파수 정보를 보간하여 상기 촬영부의 이동 위치에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수를 산출하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부; 상기 촬영부의 이동속도를 검출하는 속도센서; 및 상기 촬영부의 이동속도가 미리 설정된 정지위치에서 제1기준속도 이하이면 상기 미리 설정된 정지위치에서 상기 촬영부의 이동을 정지시키는 시스템 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 미리 설정된 거리 이내에 있고 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제1기준속도 이하이면 상기 미리 설정된 정지위치에서 상기 촬영부의 이동이 정지하도록 상기 촬영부의 이동속도를 감소시킬 수 있다.

상기 방사선 촬영 시스템은 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 더 포함하고, 또한 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 이동속도가 상기 미리 설정된 정지위치에서 상기 제1기준속도 이하이면 상기 미리 설정된 정지위치에서 상기 촬영부의 이동이 정지하도록 동작을 정지하는 구동부를 제어하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 미리 설정된 거리 이내에 있고 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제1기준속도 이하이면 상기 미리 설정된 정지위치에서 상기 촬영부의 이동이 정지하도록 상기 촬영부의 구동속도를 감소시키는 상기 구동부를 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 방사선 촬영 시스템은 상기 미리 설정된 정지위치에서 상기 촬영부의 이동을 정지시키기 위해 상기 시스템 제어부에 지시하는 입력부를 포함하는 조작패널을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부; 상기 촬영부의 이동속도를 검출하는 속도센서; 및 상기 촬영부의 이동속도가 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 상기 촬영부의 이동속도 변화에 따라 변화시키는 시스템 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도보다 빠르면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 감소시킬 수 있다.

상기 방사선 촬영 시스템은 상기 촬영부에 인가되는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 측정된 외력의 크기와 방향 그리고 상기 촬영부에 인가된 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율에 기초하여 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 더 포함하고, 상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부의 이동속도가 감소함에 따라 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 감소시키고, 따라서 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부의 이동속도가 감소함에 따라 상기 구동부가 상기 촬영부를 이동시키는 구동력을 감소시키도록 할 수 있다.

상기 방사선 촬영 시스템은 상기 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 변화하도록 상기 시스템 제어부에 지시하는 입력부를 포함하는 조작패널을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 촬영부를 미리 설정된 위치로 옮기고자 할 경우, 오퍼레이터는 더 작은 힘 또는 토크로 촬영부를 이동시킬 수 있으며, 이로 인해 장비의 조작으로 인한 피로가 줄어들게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 방사선 촬영 시스템의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 2의 방사선 촬영 시스템 일부의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 방사선 촬영 시스템의 조작부를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 방향이동 버튼을 가압하는 동안 오퍼레이터가 조작부를 파지하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 방사선 촬영 시스템의 포스/토크센서를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 포스/토크센서와 도 6의 포스/토크센서를 장착하기 위한 브라켓을 나타낸 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6 내지 도 7의 포스/토크센서 내부에 마련되는 십자형 빔 구조물을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 십자형 빔 구조물에 장착된 스트레인 게이지의 위치를 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 십자형 빔 구조물에 장착된 스트레인 게이지의 위치를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6 내지 도 10의 포스/토크센서를 나타낸 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 11의 방사선 촬영 시스템의 조작부, 측정부, 촬영부의 내부구조를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 12의 조작부, 측정부, 촬영부를 나타낸 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 13의 방사선 촬영 시스템의 시스템 제어부에서 모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 과정을 나타낸 제어블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 좌표계와 측정부의 좌표계가 일치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 촬영부가 회전하여 측정부의 좌표계가 방사선 촬영 시스템의 좌표계에 일치하지 않는 상태를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 진동을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 룩업 테이블이 방사선 촬영 시스템의 이동범위를 나타낸 가상의 3차원 공간에 맵핑된 것을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 고정형 이동감도를 나타낸 그래프이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 가변형 이동감도를 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 14의 방사선 촬영 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 버추얼 디텐트 모드(virtual detent mode)를 나타낸 순서도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 미세조정모드를 나타낸 순서도이다.
도 24는 측정부의 좌표계를 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 좌표계로 변환하는 방법을 나타낸 순서도이다.

다음의 상세한 설명은 독자가 본 명세서에 기재된 방법, 장치, 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 얻을 수 있도록 돕기 위해 제공된다. 그러나, 본 명세서에 기재된 방법, 장치, 및/또는 시스템의 다양한 변경, 변형, 및 균등물은 당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 명백해질 것이다. 아울러, 당 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려진 기능과 구성의 설명은 명확성과 간결함을 더하고자 생략될 수 있다.

도면과 상세한 설명에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 요소를 지칭한다. 도면은 반드시 일정 축척을 따른 것은 아닐 수 있으며, 도면에서 상대적인 크기, 비율, 요소의 묘사는 명확성, 설명, 편리함을 위해 과장될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 방사선 촬영 시스템의 구성을 나타낸 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 2의 방사선 촬영 시스템 일부의 구성을 나타낸 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 방사선 촬영 시스템의 조작부를 나타낸 정면도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 11의 방사선 촬영 시스템의 조작부, 측정부, 촬영부의 내부구조를 나타낸 사시도이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 12의 조작부, 측정부, 촬영부를 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 방사선 촬영 시스템은 방사선 촬영 시스템의 조작을 위한 인터페이스를 제공하고, 엑스선 촬영과 관련한 정보가 입력되고 방사선 촬영 시스템의 각 부분이 조작되는 인터페이스를 제공하는 표시부(81)와 오퍼레이터가 방사선 촬영 시스템을 수동으로 조작하기 위해 파지할 수 있는 손잡이(82)를 포함하는 조작부(80), 조작부(80)의 손잡이(82)를 통해 촬영부(70)에 인가된 힘 또는 토크를 측정하는(감지하는) 측정부(126)(센서부), 측정부(126)의 측정결과에 기초하여 (엑스선 소스부로 지칭될 수 있는) 촬영부(70)를 이동시키기 위한 제어신호를 생성하는 시스템 제어부(41), 시스템 제어부(41)의 제어신호에 따라 모터(110)를 구동하는 구동부(100), 및 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 검출부(11)(엑스선 검출부)를 구비하고, 여기서 모터(110)는 촬영부(70)를 이동시키기 위한 구동력을 인가하고, 촬영부(70)는 대상체, 예를 들어, 환자에 엑스선을 조사하여 대상체를 촬영한다. 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동을 알리는 신호음을 사운드 출력부(42)를 통해 출력하여, 촬영부(70)의 이동이 모터(110)의 어시스트에 의해 이루어지고 있음을 오퍼레이터가 알 수 있도록 한다. 방사선 촬영 시스템의 각 부분을 도 2 내지 도 4를 참조하여 다음과 같이 보다 구체적으로 설명한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 방사선 촬영 시스템은 가이드레일부(30), 내부에 시스템 제어부(41)가 장착된 이동캐리지(40), 텔레스코핑 포스트프레임(50)(이하에서 간략하게 포스트프레임(50)으로 지칭됨), 모터(110), 촬영부(70), 측정부(126), 그리고 조작부(80)를 구비한다.

방사선 촬영 시스템은 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 검출부(11)를 지지하는 촬영스탠드(10), 및 촬영 대상체, 예를 들어, 환자를 지지하는 면(21)을 포함한 촬영테이블(20)을 더 구비한다.

가이드레일부(30), 이동캐리지(40), 포스트프레임(50)은 촬영부(70)가 대상체를 향해 이동가능하도록 마련된다.

가이드레일부(30)는 서로 소정의 각도를 이루도록 장착된 제1가이드레일(31)과 제2가이드레일을 구비한다. 도 2와 도 3의 예에서, 제1가이드레일(31)은 제2가이드레일(32)이 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 연장된다.

제1가이드레일(31)은 방사선 촬영 시스템이 설치되는 검사실의 천장에 장착된다.

제2가이드레일(32)은 제1가이드레일(31)의 하측에 배치되고, 제1가이드레일(31)에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 제2가이드레일(32)은 제1가이드레일(31)을 따라 이동가능한 롤러(미도시)를 구비한다.

제1가이드레일(31)이 연장되는 방향으로 제1방향(D1)이 정의되고, 제2가이드레일(32)이 연장되는 방향으로 제2방향(D2)이 정의된다. 따라서, 제1방향(D1)과 제2방향(2)은 서로 직교하고, 검사실의 천장과 평행하다.

이동캐리지(40)는 제2가이드레일(32)의 하측에 배치되고, 제2가이드레일(32)에 슬라이딩 가능하게 장착된다. 이동캐리지(40)는 제2가이드레일(32)를 따라 이동가능한 롤러(미도시)를 구비한다.

따라서, 이동캐리지(40)는 제2가이드레일(32)과 함께 제1방향(D1)으로 이동가능하며, 또한 제2가이드레일(32)을 따라 제2방향(D2)으로 이동 가능하다. 시스템 제어부(41)는 이동캐리지(40)의 내부에 장착되고, 측정부(126)의 측정결과에 기초한 제어신호를 생성하여 구동부(100)로 생성된 제어신호를 전송한다.

포스트프레임(50)은 이동캐리지(40) 하측에 배치되어 이동캐리지(40)에 장착된다. 포스트프레임(50)은 복수 개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)를 구비한다.

복수 개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)는 이동캐리지(40)에 장착된 채로 검사실의 상하 방향으로 포스트프레임(50)의 길이가 증가 또는 감소할 수 있게 하는 텔레스코핑 구조물을 형성한다.

포스트프레임(50)의 길이가 증가 또는 감소하는 방향으로 제3방향(D3)이 정의된다. 이에 따라 제3방향(D3)은 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)과 직교한다.

촬영부(70)는 대상체에 엑스선을 조사하는 장치이다. 촬영부(70)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브(71)와, 발생되는 엑스선을 대상체를 향하여 안내하는 콜리메이터(collimator)(72)를 구비한다. 촬영부(70)는 충돌센서(74)를 구비할 수 있다. (도 1 내지 도 3에는 미도시하였지만, 도 12에는 도시되어 있다.) 도 12의 설명은 단지 충돌센서(74)의 예시에 불과하며, 충돌센서(74)의 위치는 도 12에 도시한 위치에 한정되지 않는다. 또한, 추가적인 충돌센서(74)가 촬영부(70)의 다른 위치, 예를 들어, 도 12에 도시된 충돌센서(74)로부터 촬영부(70)의 반대편에, 또는 조작부(80)로부터 촬영부(70)의 맞은편에 구비될 수 있다. 일례에서, 충돌센서(74)는 촬영부(70)의 이동방향에 있는 대상체를 감지하고, 감지된 대상체의 거리에 대응하여 신호를 출력하는 광학센서이다. 시스템 제어부(41)는 충돌센서(74)로부터 출력되는 신호를 바탕으로 감지된 대상체와 촬영부(70)가 충돌하지 않도록 방지하는 모터(111, 112, 113)을 제어한다.

회전조인트부(60)는 촬영부(70)와 포스트프레임(50) 사이에 배치된다. 회전조인트부(60)는 촬영부(70)를 포스트프레임(50)에 결합시키고, 촬영부(70)에 작용되는 하중을 지지한다.

회전조인트부(60)는 포스트프레임(50)의 하단 포스트(51)와 연결되는 제1회전조인트(61)와, 촬영부(70)와 연결되는 제2회전조인트(62)를 구비한다.

제1회전조인트(61)는 검사실의 상하 방향으로 연장되는 포스트프레임(50)의 중심축을 중심으로 회전가능하도록 마련된다. 따라서, 제1회전조인트(61)는 제3방향(D3)과 수직을 이루는 평면 상에서 회전가능하다. 제1회전조인트(61)의 회전 방향은 제4방향(D4)으로 정의되며, 이는 제3방향(D3)과 평행한 축의 회전 방향이다.

제2회전조인트(62)는 검사실의 천장과 수직을 이루는 평면 상에서 회전가능하다. 따라서, 제2회전조인트(62)는, 제4방향(D4)으로 회전하는 제1회전조인트(61)에 따라, 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)과 평행한 축의 회전 방향으로 회전 가능하다. 제2회전조인트(62)의 회전 방향은 제5방향(D5)으로 정의되며, 이는 제4방향(D4)으로 회전하는 제1회전조인트(61)에 따라, 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)에 평행하게 연장되는 축의 회전 방향이다.

따라서, 촬영부(70)는 회전조인트부(60)에 연결되어 제4방향(D4) 및 제5방향(D5)으로 회전할 수 있고, 또한, 회전조인트부(60)를 통해 포스트프레임(50)에 연결되어 제1방향(D1), 제2방향(D2) 및 제3방향(D3)으로 이동할 수 있다.

촬영부(70)를 제1방향(D1) 내지 제5방향(D5)으로 이동하기 위하여 모터(110)가 마련된다. 모터(110)는 복수 개의 모터를 구비할 수 있으며, 각 모터는 전기모터일 수 있고, 모터의 축의 속도와 위치에 관한 정보를 제공하는 엔코더 또는 포텐쇼미터를 구비할 수 있다.

모터(110)는 각각 제1방향(D1) 내지 제5방향(D5)에 대응하는 제1모터(111), 제2모터(112), 제3모터(113), 제4모터(114), 제5모터(115)를 구비할 수 있다. 도 2 및 도 3의 예시에 두 개의 모터(111)가 제공된다.

모터(111, 112, 113, 114, 115)는 설계의 편의성을 고려하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2가이드레일(32)을 제1방향(D1)으로 이동시키는 제1모터(111)는 제1가이드레일(31)과 가까운 위치에 배치되고, 이동캐리지(40)를 제2방향(D2)으로 이동시키는 제2모터(112)는 제2가이드레일(32)과 가까운 위치에 배치되고, 포스트프레임(50)의 길이를 제3방향(D3)으로 증가 또는 감소시키는 제3모터(113)는 이동캐리지(40) 내부에 배치될 수 있다. 그리고, 촬영부(70)를 제4방향(D4)으로 회전시키는 제4모터(114)는 제1회전조인트(61)와 가까운 위치에 배치되고, 촬영부(70)를 제5방향(D5)으로 회전시키는 제5모터(115)는 제2회전조인트(62)와 가까운 위치에 배치될 수 있다.

각각의 모터(110)는 촬영부(70)를 제1방향(D1) 내지 제5방향(D5)으로 병진 또는 회전시키도록 동력전달수단(미도시)과 연결될 수 있다. 동력전달수단(미도시)은 동력전달수단으로서 일반적으로 사용되는 벨트와 풀리, 체인과 스프라킷 또는 기타 임의의 요소일 수 있다.

조작부(80)는 촬영부(70)의 일 측면에 마련되어 엑스선 촬영과 관련한 각종 정보를 입력하고 방사선 촬영 시스템의 각각의 부품들을 조작할 수 있는 인터페이스를 제공한다.

도 4를 참조하면, 조작부(80)는 엑스선 촬영과 관련한 각종 정보를 입력하고 방사선 촬영 시스템 각각의 부품을 조작할 수 있는 인터페이스를 제공하는 표시부(81)와, 오퍼레이터가 방사선 촬영 시스템을 수동으로 조작할 수 있도록 파지되는 손잡이(82)를 구비한다. 또한, 방사선 촬영 시스템을 조작하기 위한 버튼부(84)가 조작부(80)에 구비되며, 도 12에 도시된 바와 같이 충돌센서(87)가 조작부(80)에 구비될 수 있다. 도 12의 설명은 단지 충돌센서(87)의 예시에 불과하며, 충돌센서(87)의 위치는 도 12에 도시한 위치에 한정되지 않는다. 또한, 추가적인 충돌센서(87)가 조작부(80)의 다른 위치에 마련될 수 있다. 일례에서, 충돌센서(87)는 촬영부(70)의 이동방향에 있는 대상체를 감지하고, 감지된 대상체의 거리에 대응하여 신호를 출력하는 광학센서이다. 시스템 제어부(41)는 충돌센서(87)로부터 출력되는 신호를 바탕으로 감지된 대상체와 촬영부(70)가 충돌하지 않도록 방지하는 모터(111, 112, 113)를 제어한다. 방사선 촬영 시스템이 대상체를 촬영하는 경우, 조작부(80)의 표시부(81)는 오퍼레이터가 촬영한 영상 또는 비디오를 바로 확인할 수 있도록 촬영한 영상 또는 비디오를 표시하는 프리뷰 기능을 제공할 수 있다. 워크스테이션(미도시)뿐만 아니라 조작부(80)의 표시부(81)에서 촬영한 영상 또는 비디오를 표시함으로써 오퍼레이터는 워크스테이션과 조작부(80)의 표시부(81) 중 하나 또는 모두에서 촬영 영상 또는 비디오를 바로 확인할 수 있다.

표시부(81)는 오퍼레이터의 터치 제스처가 입력될 수 있는 터치스크린을 포함한다. 모든 물리적인 버튼(84)들과 동일한 기능을 수행하는 소프트키 버튼들이 터치스크린에 구현될 수 있다. 오퍼레이터는 터치스크린에 구현된 대응하는 소프트키 버튼을 터치함으로써 물리적 버튼을 조작하여 입력하는 것과 동일한 명령을 입력할 수 있다. 버튼부(84)에는 오퍼레이터가 촬영부(70)를 제4방향 또는 제5방향으로 회전시키고자 할 때 가압하는 제4방향 회전선택버튼(85)과 제5방향 회전선택버튼(86)이 구비된다. 즉, 오퍼레이터가 촬영부(70)를 제4방향(D4)으로 회전시키고자 할 때, 오퍼레이터는 제4방향회전선택버튼(85)을 가압한 후 촬영부(70)를 회전시키거나 제4방향회전선택버튼(85)을 누른 채 촬영부(70)를 제4방향으로 회전시킬 수 있다. 즉, 오퍼레이터가 촬영부(70)를 제5방향(D5)으로 회전시키고자 할 때, 오퍼레이터는 제5방향회전선택버튼(86)을 가압한 후 촬영부(70)를 회전시키거나 제5방향회전선택버튼(86)을 누른 채 촬영부(70)를 제5방향으로 회전시킬 수 있다. 도 4에 도시된 회전선택버튼(85, 86)의 설명은 예시에 불과하며, 회전선택버튼(85, 86)의 위치는 도 4에 도시된 위치에 한정하지 않는다. 회전선택버튼(85, 86)과 동일한 기능을 수행하는 소프트키 버튼이 터치스크린에 구현될 수 있다.

도 4에 도시된 손잡이(82)는 조작부(80)의 하측에 마련되어 있으나, 손잡이(82)의 위치는 해당 위치에 한정되지 않으며, 손잡이(82)는 조작부(80)의 다른 위치에 마련될 수 있다.

오퍼레이터는 촬영부(70)에 힘 또는 토크를 인가하고자 조작부(80)의 손잡이(82)를 파지함으로써 촬영부(70)를 이동시킬 수 있다. 오퍼레이터에 의해 인가되는 힘 또는 토크에 의한 촬영부(70)의 이동 및 회전에 대해서는 후술하도록 한다.

구동부(100)와 조작부(80)를 포함하여 방사선 촬영 시스템에 구비되는 장치들을 제어하고, 방사선 촬영 시스템에 구비되는 장치들과 전기적으로 연결되는 시스템 제어부(41)가 마련된다. 시스템 제어부(41)는 이동캐리지(40) 내부에 장착될 수 있다.

시스템 제어부(41)는, 모터(110)의 각각을 구동시키는 구동부(100)와 전기적으로 연결되어 촬영부(70)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.

예를 들어, 오퍼레이터가 조작부(80)를 통해 촬영부(70)의 원하는 촬영 위치를 입력하면, 시스템 제어부(41)가 촬영부(70)의 현재 위치와 원하는 촬영 위치를 판단하여, 촬영부(70)를 원하는 촬영 위치로 이동시키기 위한 모터(110)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 구동부(100)로 출력한다. 모터(110)의 동작에 따라 촬영부(70)가 원하는 촬영 위치로 이동된다. 이 동작 모드를 자동 이동모드라고 한다. 자동 이동모드는 촬영부(70)를 원하는 위치로 이동시키기 위한 명령을 수신하는 인터페이스를 포함하는 리모트 컨트롤러를 통해 원격으로 조작되거나, 조작부(80)의 버튼부(84)를 통해 조작될 수 있다. 대안적으로, 자동 이동모드는 워크스테이션을 통해 조작될 수 있다.

또한 오퍼레이터는 촬영부(70)에 힘 또는 토크를 직접적으로 인가함으로써 촬영부(70)를 원하는 촬영 위치로 이동시킬 수 있다. 이 동작 모드를 수동 이동모드라고 한다. 자동 이동모드에서 수동 이동모드로 전환하기 위하여, 모드전환부(83)가 마련된다. 모드전환부(83)는 스위치 형태로 조작부(80)의 손잡이(82)에 장착될 수 있다. 오퍼레이터가 모드전환부(83)를 가압하면, 동작 모드는 수동 이동모드로 전환되고, 오퍼레이터가 모드전환부(83)를 해제하면, 동작 모드는 자동 이동모드로 전환된다. 대안적으로 모드전환부(83)는 손잡이(82)와 일체로 형성될 수 있다. 오퍼레이터가 손잡이(82)를 가압하여 모드전환부(83)를 가압하면, 동작 모드는 수동 이동모드로 전환되고, 오퍼레이터가 손잡이(82)를 해제하여 모드전환부(83)를 해제하면, 동작 모드는 자동 이동모드로 전환된다. 대안적으로, 측정부(126)에 의해 힘 또는 토크가 감지되면, 손잡이(82)를 사용하지 않고서도 수동 이동모드로 전환될 수 있다.

수동 이동모드에서, 촬영부(70)의 위치를 이동하기 위해서는 모터(110)에서 발생하는 마찰력을 극복해야 하기 때문에 반드시 큰 힘 또는 큰 토크가 인가되어야 한다. 그러나, 오퍼레이터가 촬영부(70)에 힘 또는 토크를 인가할 때, 오퍼레이터의 의도가 파악되어 모터(110)를 그 의도에 상응하여 구동시키면, 오퍼레이터가 모터(110)의 도움 없이 촬영부(70)를 이동시켜야 했던 것 보다 작은 힘 또는 토크로도 촬영부(70)를 이동시킬 수 있다. 오퍼레이터가 촬영부(70)를 이동시키려는 의도에 상응하여 모터(110)가 구동된 수동 이동모드는, 사용자가 모터의 구동없이 촬영부를 수동으로 이동시키는 수동 이동모드와의 혼선을 피하기 위해, 파워 어시스트 이동 모드 또는 간략하게 파워 어시스트 모드로 지칭될 수 있다.

따라서, 방사선 촬영 시스템은 오퍼레이터의 의도를 파악하도록 오퍼레이터가 촬영부(70)에 가하는 힘 또는 토크를 측정하는 측정부(126)가 구비된다. 측정부(126)에서 측정되는 힘 또는 크기를 나타내는 신호가 시스템 제어부(41)에 전송되고, 시스템 제어부(41)는 측정부(126)에서 측정되는 힘 또는 토크에 상응하여 모터(110)를 동작시킨다. 측정부(126)는 포스/토크센서(force/torque sensor)를 포함할 수 있으며, 이는 이하에서 측정부(126) 또는 포스/토크센서(126)로 지칭된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 3의 방사선 촬영 시스템의 포스/토크센서(126)를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6의 포스/토크센서(126)와 도 6의 포스/토크센서를 장착하기 위한 브라켓(127, 128)을 나타낸 분해사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6 내지 도 7의 포스/토크센서(126) 내부에 마련되는 십자형 빔 구조물을 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 십자형 빔 구조물에 장착된 스트레인 게이지(150~155)의 위치를 나타낸 정면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 십자형 빔 구조물에 장착된 스트레인 게이지(150~155)의 위치를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 6 내지 도 10의 포스/토크센서(126)를 나타낸 블록도이다.

비록 본 발명의 일 실시예에서 측정부(126)가 포스/토크센서(126)로 구현되기는 하나, 측정부(126)는 이에 한정되지 않고, 측정부(126)는 3축 포스센서와 같이 촬영부(70)에 작용하는 힘을 측정할 수 있는 다양한 종류의 센서를 통해 구현된다.

포스/토크센서(126)는 서로 직교하는 세 방향의 힘과 이 세 방향에 대한 회전축을 갖는 토크를 측정할 수 있다.

포스/토크센서(126)는 세 방향으로의 총 세 개의 힘과 이 세 방향에 대한 회전축을 갖는 총 세 개의 토크를 측정할 수 있기 때문에, 포스/토크센서(126)는 촬영부(70)의 이동에 있어 제1방향(D1) 내지 제3방향(D3)으로 전달되는 힘과 촬영부(70)의 이동에 있어 제4방향(D4) 및 제5방향(D5)으로 전달되는 힘을 측정할 수 있다.

비록 측정부(126)가 포스/토크센서(126)로 구현되어 서로 직교하는 세 방향의 힘과 이 세 방향에 대한 회전축을 갖는 토크를 측정하지만, 측정부(126)는 이에 제한되지 않는다. 오퍼레이터가 촬영부(70)를 이동시키고자 할 때 더 많은 힘이 요구되는 방향은 서로 직교하는 세 방향이므로, 측정부(126)는 최소한 상기 세 방향으로 작용하는 힘을 측정할 수 있는 3축 센서로 구현되어 촬영부(70)의 이동을 어시스트할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 포스/토크센서(126)가 조작부(80) 및 촬영부(70) 사이에 장착되면, 포스/토크센서(126)의 전면부재(140)는 포스/토크센서(126)를 조작부(80)에 고정시키는 제1브라켓(127)과 연결되고, 십자형 빔 구조물(142)이 포함된 후면부재(143)는 포스/토크센서(126)를 촬영부(70)에 고정시키는 제2브라켓(128)과 연결된다. 비록 본 발명의 일 실시예에서는 제1브라켓(127)과 제2브라켓(128)이 포스/토크센서(126)를 조작부(80)와 촬영부(70) 사이에 장착하는 데에 사용되었지만, 장착방법은 이에 한정되지 않으며, 다른 장착부재 또는 부재들을 사용하여 포스/토크센서(126)를 조작부(80)와 촬영부(70) 사이에 장착시킬 수 있음은 물론이다. 전면부재(140)와 후면부재(143)는 연결부재(141)를 경계로 하여 구분될 수 있다. 연결부재(141)는 전면부재와 후면부재에 고정되지 않으며, 이로 인해 포스/토크센서(126)에 토크가 가해지면, 전면부재(140)는 후면부재(143)에 대하여 회전한다. 그러나, 연결부재(141)는 포스/토크센서(126)에서 생략될 수 있다.

전면부재(140)는, 측면에서 볼 때 T자 형 구조로 형성되며, 연결부재(141)를 통해 후면부재(143) 내에 삽입되어 포스/토크센서(126)가 조립된다. T자의 줄기에 상응하는 전면부재(140)의 삽입부(140a)는 연결부재(141)를 통해 후면부재(143) 내에 삽입되며, 후면부재(143) 내부에 장착된 십자형 빔 구조물(142)의 중앙부(148)에 고정되어 조작부(80)에 가해지는 힘 또는 토크를 십자형 빔 구조물(142)로 전달한다.

전면부재(140)의 삽입부(140a)는 십자형 빔 구조물(142)의 중앙부(148)에 고정되어 있으므로, 십자형 빔 구조물(142)의 중앙부(148)는 포스/토크센서(126)에 토크가 가해질 때, 전면부재(140)와 함께 회전한다. 또한, 십자형 빔 구조물(142)의 외부 가장자리가 후면부재(143)에 고정되어 포스/토크센서에 토크가 인가될 때, 십자형 빔 구조물(142)의 외부 가장자리가 회전하는 것을 방지한다. 이는 포스/토크센서(126)에 토크가 인가될 때, 십자형 빔 구조물(142)의 중앙부(148)가 십자형 빔 구조물(142)의 외부 가장자리에 대하여 회전하게 한다.

전면부재(140)를 통해 전달된 힘 또는 토크에 의해 십자형 빔 구조물(142)에 변형이 생기게 되는데, 이러한 변형은 십자형 빔 구조물(142)에 장착된 스트레인 게이지(150~155)에 의해 측정되어 스트레인 게이지(150~155)의 저항변위로 산출된다. 비록 본 발명의 일 실시예에서는 십자형 빔 구조물(142)이 힘 또는 토크를 측정하는 데에 사용되었으나, 포스/토크센서(126)는 십자형 빔 구조물(142)에 제한되지 않으며, 힘 또는 토크를 측정하는 데에 다른 구조물이 사용될 수도 있다.

도 8에는 포스/토크센서(126)의 후면부재(143) 내부에 마련되는 십자형 빔 구조물(142)이 도시되어 있다. 십자형 빔 구조물(142) 외부에서 인가된 힘 또는 토크에 대응하여 휨 변형이 발생할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 빔(144, 145, 146, 147)의 각 면에는 스트레인 게이지(150~155)가 마련되어 있고, 각 스트레인 게이지(150~155)의 저항은 빔의 휨에 비례하여 변위된다.

서로 직교하는 세 개의 축 즉, X축, Y축, Z축의 방향으로 작용하는 힘을 측정하기 위해, 네 개의 스트레인 게이지(150)가 X축에 마련되고, 네 개의 스트레인 게이지(151)가 Y축에 마련되고, 네 개의 스트레인 게이지(152)가 Z축에 마련된다.

예를 들어, 도 9 및 도 10을 참조하면, X축의 방향으로 작용하는 힘을 측정하기 위해, 십자형 빔 구조물(142) 중 Y축과 평행한 두 개의 빔(144, 145)의 각 측면에 하나씩, 네 개의 스트레인 게이지(150)가 마련된다. Y축의 방향으로 작용하는 힘을 측정하기 위해, 십자형 빔 구조물(142) 중 X축과 평행한 두 개의 빔(146, 147)의 각 측면에 하나씩, 네 개의 스트레인 게이지(151)가 마련된다. Z축의 방향으로 작용하는 힘을 측정하기 위해, 십자형 빔 구조물(142) 중 X축과 평행한 두 개의 빔(146, 147)의 각 전후면에 하나씩, 네 개의 스트레인 게이지(152)가 마련된다. 도 9에서, Z축은 도 9의 평면과 수직으로 이루어져 있으며, X축과 Y축이 직교하는 곳에 있는 원 내부의 점으로 표시된 바와 같이 도 9의 평면 밖으로 연장된다.

X축을 회전축으로 갖는 토크를 측정하기 위해, 십자형 빔 구조물(142) 중 Y축과 평행한 두 개의 빔(144, 145)의 각 전후면에 하나씩 네 개의 스트레인 게이지(153)가 마련된다. Y축을 회전축으로 갖는 토크를 측정하기 위해, 십자형 빔 구조물(142) 중 X축과 평행한 두 개의 빔(146, 147)의 각 전후면에 하나씩 네 개의 스트레인 게이지(154)가 마련된다. Z축을 회전축으로 갖는 토크를 측정하기 위해, 십자형 빔 구조물(142) 중 Y축과 평행한 두 개의 빔(144, 145)의 각 측면에 하나씩 네 개의 스트레인 게이지(155)가 마련된다.

스트레인 게이지(150~155)의 설치 위치 및 개수는 측정하고자 하는 힘 또는 토크의 수에 따라 결정될 수 있기 때문에 전술한 설치 위치 및 개수에 한정되는 것은 아니다.

스트레인 게이지(150~155)는 브리지 회로에 연결된다. 브리지 회로는 한 개의 스트레인 게이지로 구성되는 쿼터 브리지(quarter bridge), 두 개의 스트레인 게이지로 구성되는 해프 브리지(half bridge), 및 네 개의 스트레인 게이지로 구성되는 풀 브리지(full bridge)로 구현될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 풀 브리지로 브리지 회로를 구현한다.

풀 브리지는 온도의 영향을 적게 받고, 노이즈 또한 작기 때문에, 높은 정확도가 요구되거나 노이즈의 발생이 큰 영향을 미치는 경우에 적합하다. 또한, 풀 브리지에서는 입력전압과 출력전압의 비율이 크기 때문에, 민감도를 고려한 브리지 회로를 구현할 때에 적합하다.

전술한 바와 같이 서로 직교하는 세 방향으로 작용하는 힘과 상기 세 방향을 회전축으로 하여 작용하는 토크를 측정하기 위해, 네 개의 스트레인 게이지의 총 6개 세트가 구비되며, 총 6개의 풀 브리지가 구비된다. 즉, 네 개의 스트레인 게이지(150)는 제1세트의 네 개의 스트레인 게이지를 형성하며, 제1풀브리지에 연결된다. 네 개의 스트레인 게이지(151)는 제2세트의 네 개의 스트레인 게이지를 형성하며, 제2풀브리지에 연결된다. 네 개의 스트레인 게이지(152)는 제3세트의 네 개의 스트레인 게이지를 형성하며, 제3풀브리지에 연결된다. 네 개의 스트레인 게이지(153)는 제4세트의 네 개의 스트레인 게이지를 형성하며, 제4풀브리지에 연결된다. 네 개의 스트레인 게이지(154)는 제5세트의 네 개의 스트레인 게이지를 형성하며, 제5풀브리지에 연결된다. 네 개의 스트레인 게이지(155)는 제6세트의 네 개의 스트레인 게이지를 형성하며, 제6풀브리지에 연결된다

전술한 포스/토크센서 및 그 내부구조의 설명은 일 예로, 측정부(126)가 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 내부구조를 갖는 다른 종류의 포스/토크센서가 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 포스/토크센서(126)에 사용된 스트레인 게이지는 두 개의 스트레인 게이지가 포함된 듀얼 스트레인 게이지와 스트레인 게이지 하나만으로 이루어진 싱글 스트레인 게이지를 포함한다. 이하 스트레인 게이지는 150을 대표 참조번호로 하여 설명되지만, 이 설명은 스트레인 게이지(151, 152, 153, 154, 155)에도 적용된다.

스트레인 게이지(150)의 저항변위는 마이크로볼트 또는 밀리볼트의 전압신호로 전환된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 전압신호는 포스/토크센서(126)의 증폭부(130)에 의해 증폭된다. 증폭된 전압신호는 포스/토크센서(126)의 센서 제어부(131)에 포함된 AD컨버터(ADC)(132)에 의해 디지털 신호로 변환된다.

포스/토크센서(126)의 센서 제어부(131)의 펌웨어(firmware)(133)는 디지털 신호를 수치 데이터로 변환하고, 노이즈 필터링 동작 및 캘리브레이션 동작을 수행하여 유효 데이터를 산출한다.

펌웨어(133)는 이렇게 산출된 데이터를 시스템 제어부(41)로의 전송을 위해 시스템 제어부(41)와 포스/토크센서(126) 사이에 미리 정의된 RS-232 통신 프로토콜 포맷에 맞게 변환시킨다. RS-232 통신 프로토콜에 맞게 변환된 상기 산출된 데이터는 범용 동기/비동기형 송수신기(USART)(134)에 의하여 RS-232 표준 규약에 준하는 전기적 신호로 변환되어 시스템 제어부(41)로 전송된다.

포스/토크센서(126)로 인가되는 힘 또는 토크와 같은 아날로그 신호는 포스/토크센서(126)에서 디지털 신호로 변환되어 시스템 제어부(41)로 전송된다.

전술한 바와 같이, 포스/토크센서(126)에서 측정되는 힘 또는 토크의 방향 및 크기와 관련된 정보는 시스템 제어부(41)로 전송되어, 시스템 제어부(41)에서 모터(110)의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는데 사용된다.

포스/토크센서(126)는 오퍼레이터에 의해 촬영부(70)에 전달되는 힘 또는 토크를 측정하여 오퍼레이터의 의도를 파악하기 위해 촬영부(70)와 가까운 위치에 배치된다.

예를 들어, 포스/토크센서(126)는 도 3에 도시된 바와 같이 조작부(80)와 촬영부(70) 사이에 배치된다. 수동 이동모드에서, 오퍼레이터는 손잡이(82)를 파지하여 손잡이(82)에 힘 또는 토크를 가하며, 이에 따라 포스/토크센서(126)는 도 3에 도시된 바와 같이 조작부(80)와 촬영부(70) 사이에 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 포스/토크센서(126)는 포스/토크센서(126)와 조작부(80) 사이에 배치된 제1브라켓(127) 그리고 포스/토크센서(126)와 촬영부(70) 사이에 배치된 제2브라켓(128)에 의해 조작부(80)와 촬영부(70) 사이에 장착된다. 도 12에는 제1브라켓(127) 및 제2브라켓(128)에 의해 조작부(80) 및 촬영부(70) 사이에 장착된 포스/토크센서(126)가 설명되어 있다.

포스/토크센서(126)가 조작부(80)와 촬영부(70) 사이에 배치되었기 때문에, 오퍼레이터에 의해 조작부(80)의 손잡이(82)에 가하여지는 힘 또는 토크가 포스/토크 센서(126)에 의해 정확하게 측정될 수 있다.

대안적으로, 포스/토크센서(126)는 촬영부(70)와 회전조인트부(60) 사이에 배치되어, 촬영부(70)와 회전조인트부(60)와 각각 연결될 수 있다. 포스/토크센서(126)가 상기와 같은 위치에 배치되면, 오퍼레이터가 손잡이(82)를 사용하지 않고 촬영부(70)에 힘 또는 토크를 가할 때, 힘 또는 토크는 포스/토크센서(126)에 의해 여전히 정확하게 측정될 수 있다.

포스/토크센서(126), 촬영부(70)에 장착된 충돌센서(74), 조작부(80)에 장착된 충돌센서(87), 및 조작부(80)에 의해 생성되는 신호는 링크보드(73)를 거쳐 시스템 제어부(41)로 전송된다. 즉, 링크보드(73)는 포스/토크센서(126), 충돌센서(74, 87), 및 조작부(80)로부터의 신호를 시스템 제어부(41)로 중계하는 역할을 한다. 따라서, 링크보드(73)는 포스/토크센서(126), 충돌센서(74, 87), 및 조작부(80)로부터의 신호를 링크보드(73)로 전달하는 신호라인들과 통합된다. 또한, 링크보드(73)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터를 포함할 수 있는데, 포스/토크센서(126), 충돌센서(74, 87), 조작부(80)로부터 링크보드(73)에 전달된 신호에 아날로그 신호가 포함되어 있을 경우, 링크보드(73)의 AD컨버터는 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, 모든 신호를 디지털화 하여 시스템 제어부(41)로 전송할 수 있다. 상술한 바와 같이, 링크보드(73)는 포스/토크센서(126), 충돌센서(74, 87), 조작부(80)로부터의 신호를 시스템 제어부(41)에 중계하는 역할을 하고, 링크보드(73)에 포함된 AD컨버터를 사용하여 임의의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 수행할 수 있다.

링크보드(73)는 도 12 및 도 13에 도시된 위치에서 촬영부(70) 내부에 설치된다.

링크보드(73)를 거쳐 시스템 제어부(41)로 전송되는 신호는 링크보드(73)에 연결된 RS-232 통신 케이블을 통해 전송된다. RS-232 통신 케이블은 연신과 수축이 가능한 주름관(75)을 통해 연장되어 시스템 제어부(41)로 연결된다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 주름관(75)은 촬영부(70)의 상면에 마련된 개구(76)에 연결되므로, 링크보드(73)는 주름관(75)을 통한 RS-232 통신 케이블의 연장이 용이하도록 주름관(75)이 연결되는 개구(76)에 인접하게 설치될 수 있다.

주름관(75)이 연결되는 개구(76)는 엑스선 튜브(71)에서 엑스선을 생성하는 영역과 간섭하지 않는 위치에 구비될 수 있다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 조작부(80)가 설치된 촬영부(70)의 전면과 대향하는 촬영부(70)의 후면과 인접한 촬영부(70)의 상면 영역에 개구(76)가 마련된다. 그리고 링크보드(73)는 개구(76)의 하측에 설치된다.

주름관(75)이 엑스선 튜브(71)에서 엑스선을 생성하는 부분과 간섭되지 않는 한 다른 위치에 설치될 수 있으며, 링크보드(73)는 다른 위치에 설치된 주름관(75)에 인접한 위치에 설치될 수 있다.

포스/토크센서(126)의 측정 결과로 생성된 디지털 신호가 링크보드(73)를 거쳐 시스템 제어부(41)로 전송되기 때문에, 시스템 제어부(41)는 포스/토크센서(126)에서 측정된 촬영부(70)에 가해지는 힘 또는 토크와 관련된 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 모터(110)를 구동시키기 위한 제어신호를 생성한다.

촬영부(70)의 병진 이동을 어시스트하기 위해, 시스템 제어부(41)는 포스/토크센서(126)의 측정결과에 기초하여 서로 직교하는 세 방향으로 전달되는 힘 중 측정결과에 대응하는 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위한 모터(110)의 모터(111, 112, 113)를 결정한다. 일례에서, 시스템 제어부(41)는 모터(111, 112, 113) 중 두 개 이상을 동시에 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있는데, 이는 서로 직교하는 세 방향 중 두 개 이상의 힘(X축 힘, Y축 힘, Z축 힘)이 동시에 측정부(126)(센서부)에 의해 감지되었을 경우, 촬영부(70)(엑스선 소스부)를 방향(D1, D2, D3) 중 두 개 이상의 방향으로 동시에 이동시키기 위함이다.

촬영부(70)의 병진 이동을 어시스트하기 위한 제어신호를 생성하기 위해, 시스템 제어부(41)는 서로 직교하는 세 방향으로 작용하는 힘에 관한 정보를 활용한다.

촬영부(70)가 이동하지 않는 상태일 때, 모터(110)는 정지 상태로 주행 롤러와 결합된다. 따라서, 수동으로 촬영부(70)를 원하는 위치로 이동시키고자 할 경우, 모터(110)를 주행롤러에서 분리시키기 위한 클러치가 필요하다. 또한, 촬영부(70)의 이동을 정지시키기 위해서 브레이크가 필요하다. 방사선 촬영 시스템을 제조하는 과정 동안 클러치와 브레이크를 설치해야 하는 필요성은 제조 과정을 복잡하게 만든다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 촬영부(70)에 작용하는 힘을 측정하고, 그 측정된 힘에 대응하여 모터(110)를 구동시킴으로써 힘이 작용하는 방향으로 촬영부(70)가 이동하는 것을 어시스트하게 되면, 단순히 촬영부(70)를 수동으로 이동시킬 때 필요한 클러치나 브레이크의 필요성을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 세 방향(D1, D2, D3)으로의 병진이동을 위해 필요한 세 개의 클러치와 세 개의 브레이크를 생략할 수 있다.

촬영부(70)의 회전 이동을 어시스트하기 위해, 시스템 제어부(41)는, 포스/토크센서(126)의 측정 결과를 기초로 하여, 서로 직교하는 세 방향 중 하나를 회전축으로 갖는 토크의 측정 결과에 대응하는 방향으로 촬영부(70)를 회전시키는 모터(110)의 모터(114, 115) 중 한 개의 모터를 결정하고, 모터(110)의 결정된 모터의 구동을 제어하는 제어 신호를 생성한다.

촬영부(70)의 회전 이동을 어시스트하기 위한 제어 신호를 생성하기 위해, 시스템 제어부(41)는 세 방향 중 적어도 하나를 회전축으로 갖는 적어도 하나의 토크에 관한 정보를 활용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 촬영부(70)가 회전 이동하는 방향은 D4와 D5이므로, 포스/토크센서(126)는 D4 및 D5 방향으로 작용하는 토크를 측정한다.

촬영부(70)가 회전하지 않는 상태일 때, 모터(110)는 정지 상태로 주행 롤러와 결합된다. 따라서, 수동으로 촬영부(70)를 원하는 위치로 회전시키고자 할 경우, 모터(110)를 주행롤러에서 분리시키기 위한 클러치가 필요하다. 또한, 촬영부(70)의 회전을 정지시키기 위해서 브레이크가 필요하다. 방사선 촬영 시스템을 제조하는 과정 동안 클러치와 브레이크를 설치해야 하는 필요성은 제조 과정을 복잡하게 만든다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 촬영부(70)에 작용하는 토크를 측정하고, 그 측정된 토크에 대응하여 모터(110)를 구동시킴으로써 토크가 작용하는 방향으로 촬영부(70)가 회전하는 것을 어시스트하게 되면, 단순히 촬영부(70)를 수동으로 회전시킬 때 필요한 클러치나 브레이크의 필요성을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 방향(D4, D5)으로의 회전을 위해 필요한 두 개의 클러치와 두 개의 브레이크를 생략할 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 촬영부(70)에 인가되는 힘 또는 토크를 측정하고, 그 측정된 힘 또는 토크에 대응하여 모터(110)를 구동시킴으로써 힘 또는 토크가 인가되는 방향으로 촬영부(70)가 이동 또는 회전하는 것을 어시스트하게 되면, 단순히 촬영부(70)를 수동으로 이동 또는 회전시킬 때 필요한 다섯 개의 클러치와 다섯 개의 브레이크의 필요성을 제거할 수 있다.

대안적으로, 촬영부(70)를 병진 이동시킬 때 필요한 힘에 비해 촬영부(70)를 회전시킬 때 필요한 힘이 더 작고, 방사선 촬영 시스템은 촬영부(70)의 병진 이동만 어시스트하고, 촬영부(70)의 회전은 어시스트하지 않을 수 있다. 이 경우에는, 촬영부(70)의 회전을 어시스트할 경우 생략할 수 있었던 두 개의 클러치와 두 개의 브레이크는 그 설치를 요한다.

촬영부(70)의 병진 및 회전 이동이 어시스트되지 않을 경우, 촬영부(70)를 병진 및 회전 이동하기 위해서, 더 큰 힘이 필요하다. 이를 위해, 조작부(80)가 양손으로 파지되는 두 개의 손잡이가 구비된 촬영부의 양측에 마련된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 수동 이동모드에서 촬영부(70)의 병진 및 회전 이동이 어시스트될 경우, 촬영부(70)는 더 작은 힘으로 병진 또는 회전될 수 있으며, 이에 따라 조작부(80)의 손잡이(82)가 한 손으로 파지되는 형태로 마련된다. 이렇게 되면, 조작부(80)에서 손잡이(82)가 차지하는 공간이 줄어들게 되므로, 표시부(81)를 보다 크게 형성할 수 있다. 보다 커진 표시부(81)를 통해 오퍼레이터는 보다 많은 정보를 조작부(80)의 부수적인 조작없이 한 번에 확인할 수 있게 되어 방사선 촬영 시스템의 조작에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 파워 어시스트 모드에서 오퍼레이터는 촬영부(70)를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 오퍼레이터가 손잡이를 파지하여 모드전환부(83)(모드변환부로 지칭할 수도 있음)를 누른 상태에서 촬영부(70)를 이동시킬 때, 파워 어시스트 모드가 활성화되어 촬영부(70)의 이동 방향에 상관 없이 촬영부(70)의 이동을 어시스트한다. 즉, 촬영부(70)는 파워 어시스트 모드에서 어떤 방향으로도 이동될 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 촬영부(70)가 특정 방향으로 이동할 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시키는 기능이 제공된다. 조작부(80)(조작패널로도 칭할 수 있음)의 버튼부(84)에는 촬영부(70)를 제1방향 내지 제3방향 중 어느 한 방향으로 이동시킬 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시킬 수 있는 제1방향 내지 제3 방향이동 버튼(88, 89, 90)이 제공된다. 제1방향 내지 제3방향은 X 방향, Y 방향, Z 방향일 수 있다. 예를 들면, 제1방향이동 버튼(88)은 촬영부(70)를 X 방향으로 이동시킬 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시킬 수 있고, 제2방향이동 버튼(89)은 촬영부(70)를 Y 방향으로 이동시킬 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시킬 수 있고, 제3방향이동 버튼(90)은 촬영부(70)를 Z 방향으로 이동시킬 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시킬 수 있다.

오퍼레이터가 특정 방향이동 버튼을 누른 상태에서 해당하는 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위한 힘을 인가할 때, 측정부(126)는 촬영부(70)에 인가되는 힘을 측정하고, 측정된 힘과 관련된 정보를 시스템 제어부(41)로 전송한다. 시스템 제어부(41)는 측정부(126)로부터 전송받은 정보를 기초로하여 해당하는 방향으로 촬영부(70)를 이동시키는 구동력을 제공하는 모터를 동작시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 제어 신호를 기초로하여 모터를 구동시킴으로써 촬영부(70)가 이동하는 것을 어시스트한다.

예를 들어, 오퍼레이터가 제1방향이동 버튼(88)을 누른 상태에서 촬영부(70)를 제1방향으로 이동시킬 경우, 시스템 제어부(41)는 제1방향으로만 파워 어시스트 모드를 발동시키고 제1방향으로 촬영부(70)를 이동시키는 구동력을 제공하는 모터만을 구동한다. 제1방향이동 버튼(88)이 가압된 상태에서 촬영부(70)가 다른 방향으로 이동할 경우, 제1방향 외의 방향으로 촬영부(70)를 이동시키는 구동력을 제공하는 어떤 모터도 구동하지 않기 때문에, 촬영부(70)의 이동 시에 파워 어시스트 모드의 어시스트를 받기 어렵다. 오퍼레이터는 제1방향이동 버튼(88)을 해제함으로써 제1방향으로의 파워 어시스트 모드의 발동을 해제할 수 있다. 제2방향이동 버튼 및 제3방향이동 버튼(89, 90)의 조작도 동일하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 조작패널(80)에는 제1내지 제3방향이동 버튼(88, 89, 90)이 마련될 수 있다. 오퍼레이터는 촬영부(70)를 제1방향 내지 제3방향 중 원하는 방향으로 이동시킬 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1내지 제3방향이동 버튼(88, 89, 90)은 하드 키 버튼으로 구현될 수 있고, 추가적으로 또는 대안적으로 표시부(81) 상에 소프트 키 버튼으로 구현될 수도 있다. 제1방향 내지 제3방향은 예시에 불과하며, 특정 방향이동 버튼은 본 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 촬영부(70)를 제1방향 내지 제3방향 중 임의의 두 개 또는 세 개 모두를 조합한 특정 방향으로 이동시킬 때에만 파워 어시스트 모드를 발동시키는 특정 방향이동 버튼이 제공될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 방향이동 버튼 버튼을 가압하는 동안 오퍼레이터가 조작패널(80)을 파지하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 오퍼레이터가 조작패널(80)을 보다 안정적으로 파지할 수 있도록 조작패널(80)의 후면에는 오퍼레이터의 손가락이 안정적으로 위치할 수 있는 홈이 마련될 수 있다. 오퍼레이터는, 도 5에 도시된 바와 같이, 특정 방향이동 버튼을 누른 채 조작패널(80)을 파지하여 촬영부(70)를 이동시킬 수 있다.

상술한 특정 방향이동 기능이 특정 방향이동 버튼이 가압된 상태에서 수행되도록 구성되어 있으나, 특정 방향이동 기능은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 특정 이동방향 기능은, 특정 방향이동 버튼을 가압한 뒤 가압한 상태를 유지하지 않을 때에도 수행되도록 구성될 수 있다. 이 경우에는, 다시 특정 방향이동 버튼을 가압함으로써, 특정 방향으로 이동하도록 하는 파워 어시스트 모드가 해제될 수 있다.

또한, 조작패널(80)의 버튼부(84)는 촬영부(70)를 오퍼레이터가 미리 지정한 홈 위치로 복귀시킬 수 있는 홈 포지션 버튼을 포함할 수 있다. 홈 포지션 버튼은, 도 4에 도시된 바와 같이, 하드 키 버튼으로 구현되거나, 표시부(81) 상에 소프트 키 버튼으로 구현될 수도 있다. 오퍼레이터가 하드 키 홈 포지션 버튼을 누르거나 소프트 키 홈 포지션 버튼을 터치하면, 촬영부(70)는 자동적으로 미리 지정된 홈 포지션으로 이동한다. 홈 포지션은 다양한 위치로 미리 설계되고, 저장되고, 변경될 수 있다. 홈 포지션이 조작되면, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)를 홈 포지션으로 이동시키기 위해 필요한 하나 이상의 모터를 구동한다. 촬영부(70)가 홈 포지션에 도달하면, 시스템 제어부(41)는 하나 이상의 모터의 구동을 정지시킴으로써 촬영부(70)의 이동을 홈 포지션에서 정지시킨다.

이하 시스템 제어부(41)가 측정부의 측정결과에 기초하여 촬영부(70)의 병진 및 회전을 어시스트하기 위한 제어신호를 생성하는 과정을 도 14를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 13의 방사선 촬영 시스템의 시스템 제어부에서 모터를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 과정을 나타낸 제어블록도이다.

측정부(126)가 촬영부(70)에 인가되는 힘 또는 토크를 측정한 뒤, 시스템 제어부(41)는 측정부(126)에서 측정된 힘 또는 토크의 방향으로 구동력을 제공하는 모터(110)의 모터를 결정한다.

예를 들어, 오퍼레이터가 손잡이(82)를 파지한 채 제1방향(D1)으로 촬영부(70)를 이동시키기 위한 힘을 촬영부(70)에 인가한 경우, 측정부(126)는 이를 측정하여, 시스템 제어부(41)로 측정한 힘을 전송하게 되고, 시스템 제어부(41)는 측정부(126)로부터 전송된 힘의 방향 즉, 제1방향(D1)으로 촬영부(70)를 이동시키도록 구성된 제1모터(111)를 제어의 대상으로 결정한다.

마찬가지로, 오퍼레이터가 손잡이(82)를 파지한 채 제4방향(D4)으로 촬영부(70)를 회전시키기 위한 토크를 촬영부(70)에 인가한 경우, 측정부(126)는 이 토크를 측정하여, 시스템 제어부(41)로 측정한 토크를 전송하게 되고, 시스템 제어부(41)는 측정부(126)로부터 전송된 토크의 방향 즉, 제4방향(D4)으로 촬영부(70)를 회전시키도록 구성된 제4모터(114)를 제어의 대상으로 결정한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 좌표계와 측정부(126)의 좌표계가 일치한 상태를 나타낸 도면이다. 도 15에는 촬영부(70)의 이동에 있어서 오퍼레이터가 인식하는 좌표계 즉, 방사선 촬영 시스템의 시스템 좌표계와 측정부(126)의 좌표계가 도시되어 있다. 측정부(126)는 측정부(126)의 좌표계에 따라 촬영부(70)에 인가되는 힘 또는 토크를 측정한다. 도 15에 도시된 촬영부(70)의 위치에서 측정부(126)의 좌표계와 방사선 촬영 시스템의 좌표계는 동일하다. 즉, 측정부(126) 좌표계의 X축, Y축, Z축은 방사선 촬영 시스템의 좌표계의 X축, Y축, Z축과 동일한 배향을 지닌다. 오퍼레이터는 방사선 촬영 시스템의 좌표계를 인식하고, 인식된 방사선 촬영 시스템의 좌표계에 따라 촬영부(70)를 이동시키기 때문에, 측정부(126)의 좌표계는 방사선 촬영 시스템의 좌표계와 항상 일치해야 한다.

예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 측정부(126) 좌표계와 방사선 촬영 시스템 좌표계가 동일한 상태에서, 오퍼레이터가 제1방향 또는 X축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위해 방사선 촬영 시스템 좌표계의 X축 방향으로 힘을 인가하면, 측정부(126) 좌표계와 방사선 촬영 시스템 좌표계가 동일하므로, 측정부(126)에서 감지한 촬영부(70)에 인가되는 힘의 방향(측정부(126) 좌표계의 X축 방향)은 방사선 촬영 시스템 좌표계의 X축 방향과 일치한다. 따라서, 시스템 제어부(41)는 측정부(126)의 감지결과에 기초하여 X축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 모터를 구동시킬 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 촬영부(70)가 회전하여 측정부(126)의 좌표계가 방사선 촬영 시스템의 좌표계와 일치하지 않는 상태를 나타낸 도면이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 촬영부(70)가 제4방향(D4)을 따라 90도 회전하게 되면, 측정부(126) 좌표계의 X축 방향은 방사선 촬영 시스템 좌표계의 Y축 방향이 되어, 측정부(126) 좌표계가 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치하지 않게 된다. 즉, 측정부(126) 좌표계의 X축, Y축, Z축은 방사선 촬영 시스템의 좌표계의 X축, Y축, Z축과 동일한 배향을 지니지 않는다. 이 상태에서, 오퍼레이터가 제1방향 또는 X축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위해 방사선 촬영 시스템 좌표계의 X축 방향으로 힘을 인가하면, 측정부(126) 좌표계가 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치하지 않으므로 측정부(126)에서 감지한 촬영부(70)에 인가되는 힘의 방향은 Y축 방향이 된다. 따라서, 측정부(126) 좌표계를 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치시키기 위한 좌표변환을 수행하지 않으면, 측정부(126)에서 감지한 결과에 따라, 시스템 제어부(41)는 오퍼레이터가 촬영부(70)를 이동시키고자 하는 제1방향 또는 X축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 모터를 구동하는 대신 제2방향 또는 Y축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 모터를 구동시키게 된다. 또한, 촬영부(70)가 제5방향(D5)(미도시)을 따라 90도 회전하게 되면, 측정부(126) 좌표계의 X축 방향은 방사선 촬영 시스템 좌표계의 Z축 방향이 되어, 측정부(126) 좌표계가 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치하지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 촬영부(70)의 제4방향 또는 제5방향 회전에 의해 측정부(126) 좌표계가 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치하지 않는 것을 방지하기 위해, 실시간으로 좌표변환을 수행하여 측정부(126) 좌표계를 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치시킨다.

시스템 제어부(41)는 하기의 수학식 1로 표현되는 좌표변환을 수행함으로써 측정부(126)의 좌표계에서 측정된 힘의 방향을 방사선 촬영 시스템 좌표계에 일치시킨다.

[수학식1]

수학식 1은 측정부(126)의 좌표계에 따라 측정된 X, Y, Z축 방향의 힘(Fxsensor, Fysensor, Fzsensor)을 좌표변환식을 통해 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘(Fxceiling, Fyceiling, Fzceiling)으로 변환하는 것을 나타낸다. 수학식 1에서 베타(β)는 촬영부(70)의 제5방향(D5) 회전각을 나타내고, 감마(γ)는 촬영부(70)의 제4방향(D4) 회전각을 나타낸다.

제4방향(D4) 및 제5방향(D5) 각각의 촬영부(70) 회전각을 실시간으로 측정하기 위해 상응하는 엔코더 또는 포텐쇼미터가 제공된다. 각 엔코더 또는 포텐쇼미터는, 도 2 및 도 3과 관련하여 상술한 바와 같이, 제4방향(D4) 및 제5방향(D5) 중 상응하는 한 방향으로 촬영부(70)를 회전시키는 제4모터(114) 및 제5모터(115) 중 상응하는 하나의 모터 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(70)가 제4방향(D4)으로 회전하면, 상응하는 엔코더 또는 포텐쇼미터가 촬영부(70)의 제4방향(D4) 회전각을 측정하여, 시스템 제어부(41)로 측정한 회전각을 출력한다. 시스템 제어부(41)는 엔코더나 포텐쇼미터로부터 출력된 측정된 회전각도와 수학식 1로 정의된 좌표변환식을 이용하여 측정부(126) 좌표계에서 측정된 힘을 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘으로 변환한다.

즉, 촬영부(70)가 제4방향(D4)을 따라 회전한 상태에서 오퍼레이터가 제1방향 또는 X축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위해 방사선 촬영 시스템 좌표계의 X축 방향으로 힘을 인가하고, 측정부(126)에서 측정부(126) 좌표계에 따라 촬영부(70)에 인가되는 힘의 방향을 감지하면, 시스템 제어부(41)는 측정부(126) 좌표계에 따라 측정된 힘을 포텐쇼미터나 엔코더에 의해 측정된 회전각도와 수학식 1로 표현되는 좌표변환식을 이용하여 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘으로 변환한다. 측정부(126)에서 측정된 힘이 좌표변환식을 통해 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘으로 변환되면, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)를 제2방향 또는 Y축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 모터를 구동하는 대신 촬영부(70)를 제1방향 또는 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 모터를 구동시키고, 오퍼레이터가 촬영부(70)를 제1방향 또는 X축 방향으로 이동시키는 것을 어시스트한다.

측정부(126)에서 측정한 힘 또는 토크에 기초하여 측정부(126)에서 측정한 힘 또는 토크의 방향을 따르는 구동력을 제공할 수 있는 모터(110)의 모터가 결정되고 나면, 시스템 제어부(41)는 측정부(126)에서 측정한 힘 또는 토크의 크기에 기초하여 모터(110)에서 결정된 모터의 구동속도를 결정한다.

도 14를 참조하면, 시스템 제어부(41)는 임피던스 모델(impedance model)을 바탕으로 촬영부(70)에 인가되는 힘 또는 토크에 상응하는 모터(110)의 결정된 모터의 구동속도(xd')를 포함하는 제어 신호를 산출한다. 촬영부(70)에 인가되는 힘(F(S))과 촬영부(70)의 구동속도(V(S)) 사이의 전달 함수(G(S))는 아래의 수학식 2에 정의된 바와 같다.

[수학식2]

수학식 2에서 kf는 속도/힘 비율 계수로, 오퍼레이터의 필요에 따라 설정될 수 있다. 촬영부(70) 이동의 정확성을 달성하기 위해, kf는 소정의 값보다 작게 설정될 수 있고, 촬영부(70)의 보다 수월한 이동을 달성하기 위해, kf는 소정의 값보다 크게 설정될 수 있다.

는 촬영부(70)의 의도하지 않은 이동을 야기하는 오버슛(overshoot)을 방지하기 위해 1보다 큰 값으로 설정되는 감쇄지수(damping factor)이고, ωn은 장비의 구동조건에 따라 결정되는 비감쇄 고유 진동수이다.

전달함수(G(S))는 수학식 2와 같이 2차 저역 필터의 형태를 가지지만, 전달함수(G(S))는 이에 한정되지 않으며, 1차 또는 3차 이상의 고차 필터의 형태를 가질 수 있다.

또한, 시스템 제어부(41)는, 장비에 갑작스러운 큰 힘이 작용하는 경우, 예를 들면, 오퍼레이터가 장비에 부딪치거나 장비 오작동으로 장비에 큰 힘이 작용하는 경우, 이러한 갑작스러운 큰 힘에 의해 발생하는 발진거동을 방지한다.

시스템 제어부(41)는 발진거동을 방지하기 위해 가중함수를 적용한 가중속도/힘 비율 계수

를 실시간으로 산출한다. 하기의 수학식 3은 상술한 가중속도/힘 비율 계수

를 나타낸다.

[수학식3]

수학식 3에서 Cw는 가중함수를 나타내고, ev는 속도오차를 나타내며, 이는 즉, 임피던스 모델을 통해 산출된 촬영부(70)의 구동속도(xd')와 실제로 촬영부(70)가 이동하는 속도(x')의 차이를 나타내고, kf는 오퍼레이터에 의해 설정된 속도/힘 비율 계수를 나타내며, a 및 b는 조절상수이다.

촬영부(70)에 작용하는 힘의 갑작스런 증가나 감소는 속도오차, 즉 ev의 증가로 이어지고 ev가 증가하면, 가중함수 즉, Cw(ev)가 감소하여, 가중속도/힘 비율 계수

가 감소하게 된다. 이로 인해, 시스템은 높은 감쇄계수(damping coefficient)를 가지게 되고, 따라서 촬영부(70)의 이동속도가 감소하거나 촬영부(70)의 이동이 정지할 경우, 발진거동이 일어나지 않게 된다.

ev가 증가함에 따라 가중함수(Cw(ev))가 감소되는 정도는 조절상수 a에 따라 가변한다. 조절상수 a가 클수록 가중함수(Cw(ev))는 비선형적으로 감소한다. 속도오차(ev)가 소정의 값을 초과하면, 가중함수(Cw(ev))는 비선형적으로 감소하기 시작하고, 따라서 촬영부(70)의 이동속도(x')가 감소하거나 촬영부(70)의 이동이 정지하게 된다. 가중함수(Cw(ev))가 감소하기 시작하도록 야기하는 속도오차(ev)의 값이 a값에 따라 미리 설정되어 저장될 수 있다. 따라서, 속도오차(ev)가 미리 설정되어 저장된 속도오차(ev)의 값 이상이거나 초과할 경우, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동속도를 감소시키거나 촬영부(70)의 이동을 정지시킨다.

시스템 제어부(41)가 모터(110)의 결정된 모터의 구동속도(xd')를 포함한 제어 신호를 산출한 뒤, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)가 이동할 때 발생되는 진동을 감소시키기 위해 제어 신호로부터 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 범위에 해당하는 주파수 범위를 가진 신호를 제거한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 진동을 나타낸 도면이다. 방사선 촬영 시스템은 촬영부(70)가 포스트프레임(50)을 통해 천장에 설치되어 있는 구조를 가지기 때문에, 포스트프레임(50)과 촬영부(70)의 조합은, 도 17의 P로 도시되는 바와 같이 마치 단진자처럼 즉, 마치 실에 매달린 분동처럼 진동할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(70)를 X축 방향으로 이동시키기 위해 힘을 가하면, 그 힘은 도 17의 P로 도시되는 바와 같이 포스트프레임(50)과 촬영부(70)에 단진자 진동을 야기하고, 이 진동 주파수가 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수와 일치하게 되면 공진에 의해 진동이 증폭될 수 있다.

또한, 방사선 촬영 시스템의 촬영부(70)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 포스트프레임(50)의 연장선에 설치되지 않고, 회전조인트(61)에 연결되어 포스트프레임(50)의 연장선에서 벗어나 설치된다. 따라서, 촬영부(70)의 질량중심과 포스트 프레임(50)의 중심이 일치하지 않게 된다. 촬영부(70)의 질량중심과 포스트 프레임(50)의 중심이 일치하지 않으므로, 도 17의 M으로 도시된 바와 같이, 촬영부(70)는 포스트 프레임(50)을 회전축으로 하는 회전진동을 할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(70)를 X축 방향으로 이동시키기 위해 힘을 가하면, 그 힘은 도 17에 도시되는 바와 같이 촬영부(70)에 회전진동을 야기할 수 있고, 이 비틀림 진동의 주파수가 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수와 일치하게 되면 공진에 의해 회전진동이 증폭될 수 있다.

공진에 의해 진동이 증폭되게 되면, 촬영부(70)를 원하는 위치에 정확하게 위치시키는 것이 어려울 수 있고, 방사선 촬영 시스템의 부품에 구조적 피로(structural fatigue)가 축적되거나 고장이 발생할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 하기의 수학식 4로 표현되는 노치필터를 이용하여 방사선 촬영시스템의 공진 주파수 영역에 대응하는 주파수 영역의 신호를 제어신호에서 제거함으로써 공진에 의한 진동의 증폭 발생을 방지한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에는, 촬영부(70)의 위치에 따라 가변하는 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수가 촬영부(70)가 이동 가능한 공간에 맵핑한 룩업테이블(LUT)을 미리 저장할 수 있다. 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)가 이동할 때마다 이동위치에 대응하는 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수를 룩업테이블(LUT)을 이용하여 결정하고, 노치필터를 적용하여 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 영역에 대응하는 주파수 영역의 신호를 제어신호에서 제거한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 룩업 테이블이 방사선 촬영 시스템의 이동범위를 나타낸 가상의 3차원 공간에 맵핑된 것을 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 18에는 촬영부(70)가 이동가능한 공간에 대응하는 가상의 3차원 공간의 미리 설정된 포인트(P)에 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수를 맵핑한 룩업테이블(LUT)가 개념적으로 도시되어 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 포인트들은 X, Y, Z 각 방향으로 동일하게 이격될 수 있지만, 이는 예시에 불과하며, 미리 설정된 포인트들은 임의의 특정 이격 또는 구조에 한정되지 않는다. 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수는 가상의 3차원 공간의 미리 정해진 각 포인트에서 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 포스트 프레임(50)의 길이가 짧아질수록 단진자 진동의 주파수는 증가하므로, 촬영부(70)가 천장에 가깝게 이동할수록 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수의 값은 증가할 수 있다.

룩업테이블(LUT)은 시스템 제어부(41)에 저장될 수 있다. 시스템 제어부(41)는 룩업테이블(LUT)를 이용하여, 실시간으로 감지되는 촬영부(70)의 이동 위치에 대응하여 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수를 산출한다.

즉, 촬영부(70)가 이동하면, 촬영부(70)를 이동시키는 모터의 엔코더 또는 포텐쇼미터가 촬영부(70)의 위치를 감지하고, 실시간으로 시스템 제어부(41)에 촬영부(70)의 위치 변화를 전송한다. 시스템 제어부(41)는 룩업테이블(LUT)을 이용하여, 실시간으로 감지된 촬영부(70)의 위치와 가장 가까운 미리 설정된 포인트들에 맵핑된 고유 주파수 값들을 결정하고, 이 결정된 고유 주파수 값들을 보간하여 촬영부(70)의 위치에 대응하는 방사선 촬영 시스템의 고유 주파수를 산출한다. 시스템 제어부(41)는 이렇게 산출된 고유 주파수를 노치필터에 적용하여 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 영역의 신호를 제거한다.

공진 주파수 영역의 신호를 제거하려는 노치필터의 전달함수(N(S))는 하기의 수학식 4에 정의되어 있다.

[수학식4]

수학식 4에서 ωo는 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수인 노치 주파수(notch frequency)를 나타내고, Q는 큐 인자(quality factor)를 나타낸다. 노치필터에 의해 제거되는 정지대역폭(stop bandwidth)은 노치 주파수와 큐 인자의 비율 즉, ωo/Q로 결정된다.

도 14에서 "임피던스 모델" 및 "kf"로 표시된 블록은 상기 수학식 2에 따라 계산을 수행하고; "Cw(ev)"로 표시된 블록은 상기 수학식 3에 따라 계산을 수행하며, "진동 감소"로 표시된 블록은 상기 수학식 4에 따라 계산을 수행한다. "초기 설정"으로 표시된 입력은 오퍼레이터가 kf를 원하는 값으로 설정하도록 한다.

모터(110)의 각 모터(111, 112, 113, 114, 115)를 위해 도 14에 도시된 하나의 제어 회로가 제공된다. 그러나, 두 개의 모터(111)를 위해 단 하나의 제어 회로가 제공될 수도 있다. 두 개의 모터(111)를 위해 제공된 제어 회로는 측정부(126)에 의해 방향(D1)으로 측정된 힘을 입력값으로 수신한다. 모터(112)를 위해 제공된 제어 회로는 측정부(126)에 의해 방향(D2)으로 측정된 힘을 입력값으로 수신한다. 모터(113)를 위해 제공된 제어 회로는 측정부(126)에 의해 방향(D3)으로 측정된 힘을 입력값으로 수신한다. 모터(114)를 위해 제공된 제어 회로는 방향(D4)으로 측정된 토크를 입력값으로 수신한다. 모터(115)를 위해 제공된 제어 회로는 방향(D5)으로 측정된 토크를 입력값으로 수신한다. 상술한 바와 같이 방사선 촬영 시스템이 촬영부(70)의 회전을 어시스트하지 않고 촬영부(70)의 병진만을 어시스트하는 일 실시예에서, 도 14에 도시된 하나의 제어 회로가 모터(110)의 각 모터(111, 112, 113)를 위해 제공된다. 재차, 두 개의 모터(111)를 위해 단 하나의 제어 회로가 제공될 수 있다.

시스템 제어부(41)는 산출된 제어신호에 노치필터를 적용하여, 이미 노치필터가 적용된 산출된 제어신호를 CANopen communication profile DS-402를 만족하는 형식으로 변환하여, 변환된 제어신호를 구동부(100)로 전송한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 제어부(41)와 구동부(100) 사이의 통신은 CAN 통신 인터페이스를 기반으로 하는 CANopen communication profile DS-301, DS-305, DS-402 산업표준 프로파일을 지원한다. 시스템 제어부(41)와 구동부(100) 사이의 통신은 CAN communication cable을 통해 이루어질 수 있다.

구동부(100)는 시스템 제어부(41)로부터 전송된 제어신호에 따라 모터(110)의 결정된 모터를 구동하기 위한 3 phase AC 전압신호를 생성하여, 결정된 모터(110)로 생성된 3 phase AC 전압신호를 출력한다. 모터(110)의 결정된 모터는 구동부(100)로부터 전송된 전압신호에 따라 측정부(126)에서 측정한 힘 또는 토크 방향으로 촬영부(70)가 이동하는 것을 어시스트하게 된다. 도 14를 참조하면, 모터(110)는 결정된 모터의 구동속도(x') 및 이동거리(x)를 시스템 제어부(41)로 피드백한다. 시스템 제어부(41)는 피드백 정보에 기초하여 제어신호를 실시간으로 갱신하여 보다 정확한 어시스트를 수행할 수 있다.

따라서, 촬영부(70)가 모터(110)의 어시스트로 원하는 위치로 이동되면, 오퍼레이터는 더 작은 힘 또는 토크로 촬영부(70)를 이동시킬 수 있으며, 이는 촬영부(70)의 수동 조작에서 오는 피로를 감소시킨다.

파워 어시스트 모드에서 오퍼레이터가 촬영부(70)를 이동시키면서 목표 위치에서 촬영부(70)의 이동을 정지시키고자 할 경우, 한 번에 목표 위치에서 촬영부(70)의 이동을 정확하게 정지시키기는 어렵다. 일반적으로는 촬영부(70)의 이동속도가 감소되는 동안 목표 위치에 촬영부(70)가 위치되고, 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정하면서 촬영부(70)를 목표 위치에 정지시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템은 촬영부(70)를 목표 위치에 정확하게 위치시키기 위해 목표 위치 근처에서 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정할 필요 없이, 촬영부(70)를 목표 위치에서 자동적으로 정지시킬 수 있다.

즉, 촬영부(70)의 이동속도f가 미리 설정된 특정 위치에서 미리 설정된 속도 이하이면 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동을 어시스트하고 있는 모터의 구동을 정지시켜 촬영부(70)를 미리 설정된 특정 위치에서 정지시킨다. 즉, 별도의 브레이크를 사용하지 않고 모터의 구동을 정지시킴으로써 촬영부(70)의 이동을 정지시킨다. 이하 이런 기능이 구현된 모드를 버추얼 디텐트 모드(virtual detent mode)라 명명하고 구체적으로 설명한다.

버추얼 디텐트 모드에서 촬영부(70)의 이동이 자동적으로 정지되는 위치는 오퍼레이터가 직접 지정하여 저장할 수 있고, 이 위치는 촬영부(70)가 빈번하게 위치하는 위치로 미리 설정되어 저장될 수도 있다. 예를 들어, 촬영부(70)가 위치한 위치는 방사선 촬영 시스템이 사용되지 않는 동안 촬영부(70)가 위치한 홈 포지션일 수 있다. 이하 미리 설정된 위치를 정지위치라고 칭한다. 상술한 엔코더나 포텐쇼미터는 촬영부(70)의 위치를 실시간으로 검출하여, 검출된 위치를 시스템 제어부(41)로 전송한다. 시스템 제어부(41)는 실시간으로 검출되는 촬영부(70)의 위치가 정지위치와 일치하는지 여부를 결정한다.

또한, 촬영부(70)의 이동속도를 검출하는 속도센서는 촬영부(70)의 이동속도를 실시간으로 검출하여 검출된 이동속도를 시스템 제어부(41)로 전송한다. 속도센서는 상술한 엔코더 또는 포텐쇼미터일 수 있고, 또는 별도의 속도센서일 수 있다. 시스템 제어부(41)는 실시간으로 검출되는 촬영부(70)의 이동속도가 정지위치에서 미리 설정된 속도 이하인지 여부를 결정한다. 이하 상기 미리 설정된 속도를 제1기준속도라고 칭한다. 정지위치에서 또는 정지위치 가까이에서 촬영부(70)의 속도가 충분히 느릴 때 오퍼레이터가 정지위치에서 촬영부(70)의 이동을 정지시키고자 한다고 볼 수 있으므로, 제1기준속도는 이런 관점에서 결정될 수 있다.

촬영부(70)의 위치가 정지위치와 일치하고 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하이면, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동을 어시스트하고 있는 모터의 구동을 정지시킴으로써 촬영부(70)의 이동을 정지시킨다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 시스템 제어부(41)는 엔코더나 포텐쇼미터로부터 전송되는 촬영부(70)의 실시간 위치가 정지위치를 포함하는 소정의 볼륨을 갖는 공간(이하 정지 공간이라 칭함)에 진입했는지 여부를 결정할 수도 있다. 또한, 촬영부(70)의 위치가 상기 정지공간에 진입하면, 시스템 제어부(41)는 실시간으로 전송되는 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하인지 결정하고, 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하이면 촬영부(70)가 정지위치에서 정지할 수 있도록 촬영부(70)의 이동속도를 점차적으로 감소시킨다. 정지공간을 설정함으로써 촬영부(70)를 바로 정지시키는 것이 아니라 촬영부(70)의 이동속도를 점차적으로 감소시키면서 촬영부(70)를 정지시킬 수 있으므로, 촬영부(70)가 보다 부드럽게 정지위치에서 정지할 수 있다.

전술한 버추얼 디텐트 모드를 필요에 따라 on/off할 수 있는 버튼 같은 입력부가 조작패널(80)이나 워크스테이션에 마련될 수 있다. 오퍼레이터는 상기 버튼을 조작하여 버추얼 디텐트 모드를 on시킨 후 미리 설정된 정지위치로 촬영부(70)를 이동시키고, 정지위치에서 촬영부(70)의 이동속도를 제1기준속도 이하로 조절하여 촬영부(70)가 정지위치에서 멈추도록 할 수 있다. 대안적으로, 버추얼 디텐트 모드를 on시킨 후, 오퍼레이터는 촬영부(70)가 정지공간에 진입할 때 촬영부(70)의 이동속도를 제1기준속도 이하가 되도록 제어하여, 촬영부(70)가 정지위치에서 정지하도록 시스템 제어부(41)가 촬영부(70)의 이동속도를 점차적으로 감소시키게 된다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 촬영부(70)가 도 2 및 도 3에 도시된 제1가이드레일(31) 또는 제2가이드레일(32)의 단부에 근접할 경우, 촬영부(70)가 제1가이드레일(31) 또는 제2가이드레일(32)의 단부를 이탈하는 것을 방지하기 위해 시스템 제어부(41)는 버추얼 디텐트 모드의 온오프 여부에 상관없이 그리고 촬영부(70)의 이동속도에 상관없이 모터를 정지시킴으로써 촬영부(70)의 이동을 정지시킨다.

버추얼 디텐트 모드는 브레이크를 사용하지 않고, 모터의 구동을 정지시켜 촬영부(70)의 이동을 정지시키므로, 촬영부(70)를 정지시키기 위한 브레이크의 사용시 발생하는 소음이나 방사선 촬영 시스템의 진동을 방지할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 브레이크 자체가 생략될 수도 있다.

파워 어시스트 모드에서 오퍼레이터가 촬영부(70)를 이동시키면서 목표 위치에서 촬영부(70)의 이동을 정지시키고자 할 경우, 한 번에 목표 위치에서 촬영부(70)의 위치를 정확하게 정지시키기는 어렵다. 전술한 버추얼 디텐트 모드를 사용하지 않을 경우, 일반적으로는 촬영부(70)의 이동속도를 줄이고, 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정하면서 촬영부(70)를 목표 위치에 위치시킨다.

파워 어시스트 모드는 오퍼레이터가 작은 힘으로도 촬영부(70)를 이동시킬 수 있도록 촬영부(70)의 이동감도 즉, 촬영부(70)를 이동시키기 위해 인가하는 힘에 대한 촬영부(70)의 이동속도의 비(속도/힘)가 크게 설정될 수 있다. 이동감도가 클수록 일정한 이동 속도에서 촬영부(70)를 이동시키기 위해 필요한 힘의 크기는 작아진다. 파워 어시스트 모드에서는 기본적으로 작은 힘으로 촬영부(70)를 쉽게 이동시키기 위해 이동감도가 설정되므로, 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정하기 위해 오퍼레이터가 작은 힘을 가해도 촬영부(70)가 의도한 것보다 멀리 이동할 수 있다. 따라서, 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 고정형 이동감도를 나타낸 그래프이다. 이동감도가 증가할수록 오퍼레이터는 촬영부(70)를 이동시킬 때 촬영부(70)가 가볍다고 느끼게 된다. 반대로 이동감도가 감소할수록 오퍼레이터는 촬영부(70)가 무겁다고 느끼게 된다. 촬영부(70)의 위치를 미세 조정할 필요가 있을 경우, 이동감도가 작아서 오퍼레이터가 촬영부(70)가 무겁다고 느끼게 되는 것이 유리하다. 이는, 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정할 필요가 있을 때 오퍼레이터가 의도한 촬영부(70)의 이동거리와 실제 촬영부(70)의 이동거리 사이에 큰 차이가 없어야 하기 때문이다. 그러나, 촬영부(70)를 일정 거리 이상 이동시킬 때는 이동감도가 커서 오퍼레이터가 촬영부(70)를 가볍다고 느끼게 되는 것이 유리하다. 이 경우에는 촬영부(70)를 이동시키는데 필요한 힘의 크기가 작은 것이 유리하기 때문이다. 도 19는 조작패널(80) 또는 워크스테이션에 구비되는 입력부를 사용하여 오퍼레이터의 선호에 따라 오퍼레이터에 의해 선택될 수 있는 네 개의 사용자 세팅에 따른 네 개의 다른 고정형 이동감도를 도시한다.

도 19에 도시된 바와 같이 이동감도가 일정 값으로 설정되어 있을 때 이동감도 값이 증가하면 같은 이동속도를 얻기 위해 적용되는 힘이 작아지므로, 이는 촬영부(70)를 일정 거리 이상만큼 이동시킬 때는 유리하다. 그러나, 이는 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정할 때는 촬영부(70)가 의도한 거리보다 멀리 이동할 수 있으므로 불리하다. 반대로 이동감도 값이 감소하면 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정할 때에는 유리할 수 있으나 촬영부(70)를 일정 거리 이상 이동시킬 때는 불리할 것이다.

따라서, 가변형 이동감도를 설정하여 촬영부(70)를 일정 거리 이상 이동시킬 때와 촬영부(70)의 위치를 미세하게 조정할 때에 모두 적합한 세팅을 제공한다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 가변형 이동감도를 나타낸 그래프이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 촬영부(70)의 이동감도는 촬영부(70)의 이동속도가 미리 설정된 제2기준속도보다 빠른 경우에는 일정한 값(200mm/s)으로 고정되어 촬영부(70)의 이동에 유리한 세팅을 제공한다. 촬영부(70)의 이동속도가 미리 설정된 제2기준속도 이하가 되면, 촬영부(70)의 속도가 감소할수록 촬영부(70)의 이동감도도 감소하도록 설정되어 촬영부(70)의 미세조정에 유리한 세팅을 제공한다. 도 20은 조작패널(80) 또는 워크스테이션에 구비되는 입력부를 사용하여 오퍼레이터의 선호에 따라 오퍼레이터에 의해 선택될 수 있는 네 개의 사용자 세팅에 따른 네 개의 다른 가변형 이동감도를 도시한다.

촬영부(70)의 이동속도가 제2기준속도 이하가 되면, 촬영부(70)의 속도가 감소할수록 촬영부(70)의 이동감도도 감소하게 되고, 오퍼레이터는 오퍼레이터의 의도에 따라 촬영부(70)의 이동을 미세조정할 수 있다. 예를 들어, 미세 조정을 하는 동안 느린 속도로 촬영부(70)를 이동시킬 때(a)의 도 20의 이동감도가 미세 조정을 하는 동안 보다 조금 더 빠른 속도로 촬영부(70)를 이동시킬 때(b)의 도 20의 이동감도보다 더 작기 때문에, 촬영부(70)의 이동감도 값이 작은 값을 갖더라도 이동감도 값이 도 19와 같이 고정되어 있을 때보다 오퍼레이터는 보다 정밀하게 촬영부(70)의 위치를 조정할 수 있다.

촬영부(70)의 속도가 충분히 느려야 오퍼레이터가 촬영부(70)의 위치를 미세 조정하고자 한다고 볼 수 있으므로, 제2기준속도는 이런 관점에서 결정될 수 있다.

도20에 도시된 바와 같은 가변형 이동감도는 미리 설정되어 시스템 제어부(41)에 저장될 수 있다. 오퍼레이터는 도 19에 도시된 고정형 이동감도 중 하나 또는 도 20에 도시된 가변형 이동감도를 이동감도로 세팅할 수도 있다.

전술한 가변형 이동감도의 세팅을 on/off할 수 있는 버튼 같은 입력부가 조작패널(80)이나 워크스테이션에 필요에 따라 마련될 수 있다. 오퍼레이터는 상기 버튼을 조작하여 필요에 따라 가변형 이동감도를 세팅할 수 있다.

가변형 이동감도가 세팅된 상태에서, 속도센서는 촬영부(70)의 이동속도를 실시간으로 검출하여 검출된 이동속도를 시스템 제어부(41)로 전송한다. 시스템 제어부(41)는 실시간으로 전송되는 촬영부(70)의 이동속도가 제2기준속도 이하이면, 도 20에 도시된 바와 같이, 촬영부(70)의 속도변화에 따라 이동감도를 제어한다.

촬영부(70)는 모터(110)의 어시스트로 이동되므로, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동을 알리는 신호음을 도 1에 도시된 사운드 출력부(42)를 통해 출력하여, 촬영부(70)의 이동이 모터(110)의 어시스트에 의해 이루어지고 있음을 오퍼레이터가 알 수 있도록 한다.

촬영부(70)의 다른 이동모드에 대응하는 다른 유형의 신호음이 미리 저장될 수 있다. 예를 들면, 신호음은 자동 이동모드에 따른 촬영부(70)의 이동을 알리는 신호음과 수동 이동모드에 따른 촬영부(70)의 이동을 알리는 신호음을 포함할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 출력되는 신호음의 유형을 기초로 하여 현재 이동모드를 인식할 수도 있다.

촬영부(70)의 이동뿐만 아니라 방사선 촬영 시스템의 다양한 동작과 관련하여 사운드 출력부(42)로부터 출력되는 기타 사운드도 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 다양한 유형의 카메라 셔터음이 미리 저장되어 방사선 촬영 시스템으로 방사선 촬영을 수행할 때 카메라 셔터음이 출력될 수 있다. 방사선 촬영이 이루어질 때, 사운드 출력부(42)를 통해 미리 저장된 카메라 셔터음이 출력될 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1 내지 도 14의 방사선 촬영 시스템의 제어방법을 나타낸 순서도이다. 도 21을 참조하면, 도 1 내지 도 14와 관련하여 전술한 바와 같이, 촬영부(70)에 인가된 힘 또는 토크가 측정부(126)를 통해 측정된다.

측정부(126)가 촬영부(70)에 인가되는 힘 또는 토크를 측정한 뒤, 시스템 제어부(41)는 도 14와 관련하여 상술한 바와 같이 측정된 힘 또는 측정된 토크의 방향으로 구동력을 제공할 수 있는 모터(110)의 모터(111, 112, 113, 114, 115)를 결정한다(610).

모터(110)의 모터가 결정되면, 시스템 제어부(41)는 도 14와 관련하여 상술한 바와 같이 측정된 힘 또는 측정된 토크에 기반한 모터(110)의 결정된 모터의 구동속도를 포함하는 제어신호를 산출한다(620). 일례에서, 시스템 제어부(41)는 모터(111, 112, 113) 중 두 개 이상을 동시에 제어하기 위한 제어 신호를 산출할 수 있는데, 이는 서로 직교하는 세 방향 중 두 개 이상의 힘(X축 힘, Y축 힘, Z축 힘)이 동시에 측정부(126)(센서부)에 의해 감지되었을 경우, 촬영부(70)(엑스선 소스부)를 방향(D1, D2, D3) 중 두 개 이상의 방향으로 동시에 이동시키기 위함이다.

시스템 제어부(41)는, 촬영부(70)의 이동속도를 모니터링하여 도 14와 관련하여 전술한 바와 같이 촬영부(70)의 이동속도와 촬영부의 구동속도의 차이를 산출하고(630), 도 14와 관련하여 전술한 바와 같이 상기 차이가 미리 설정된 기준값 이상인지 판단하여(640), 도 14와 관련하여 전술한 바와 같이 상기 차이가 기준값 이상이면 촬영부(70)의 이동속도를 감소시키거나 촬영부(70)의 이동을 정지시킨다(650).

촬영부(70)의 이동속도와 촬영부(70)의 구동속도의 차이가 미리 설정된 기준값보다 작으면, 도 14와 관련하여 전술한 바와 같이, 모터(110)의 결정된 모터의 구동속도를 포함하는 산출된 제어신호에서 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 범위에 해당하는 주파수 범위를 갖는 신호를 제거한다(660).

도 14와 관련하여 전술한 바와 같이 시스템 제어부(41)는 방사선 촬영 장치의 공진 주파수 범위에 해당하는 주파수 범위를 가지는 신호가 제거된 산출된 제어신호를 모터(110)의 결정된 모터를 작동시키기 위해 모터(110)의 결정된 모터로 출력하고(670), 모터(110)의 결정된 모터가 시스템 제어부(41)의 제어신호에 따라 작동하면, 도 14와 관련하여 전술한 바와 같이 측정부(126)에 의해 측정된 힘 또는 토크의 방향으로 촬영부(70)가 이동한다(680).

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 버추얼 디텐트 모드(virtual detent mode)를 나타낸 순서도이다.

도 22를 참조하면, 시스템 제어부(41)는 작동모드가 버추얼 디텐트 모드인지 여부를 판단한다(800).

조작부(조작패널)(80)나 워크스테이션에 마련되어 버추얼 디텐트 모드를 필요에 따라 on/off할 수 있는 버튼 같은 입력부가 조작되어 버추얼 디텐트 모드가 on되었는지 여부를 결정한다.

버추얼 디텐트 모드가 on상태이고, 촬영부(70)가 이동하면(810), 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)가 정지위치에 접근하는지 여부를 결정한다(820). 촬영부(70)가 정지위치에 접근하면, 시스템 제어부(41)가 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하인지 여부를 결정한다(830). 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하이면, 시스템 제어부(41)가 모터의 구동을 정지시켜(840) 정지위치에서 촬영부(70)의 이동을 정지시킨다(850).

버추얼 디텐트 모드에서 촬영부(70)의 이동이 자동적으로 정지되는 정지위치는 오퍼레이터가 직접 지정하여 설정할 수 있고, 촬영부(70)가 빈번하게 위치하는 포지션으로 미리 설정되어 저장될 수도 있다. 예를 들어, 촬영부(70)가 위치한 위치는 방사선 촬영 시스템이 사용되지 않는 동안 촬영부(70)가 위치한 홈 포지션일 수 있다. 전술한 엔코더나 포텐쇼미터는 촬영부(70)의 위치를 실시간으로 감지하여 시스템 제어부(41)로 감지된 위치를 전송하고, 시스템 제어부(41)는 실시간으로 감지되는 촬영부(70)의 위치가 정지위치와 일치하는지 여부를 결정한다.

또한, 촬영부(70)의 이동속도를 검출하는 전술한 속도센서는 촬영부(70)의 이동속도를 실시간으로 검출하여 검출된 이동속도를 시스템 제어부(41)로 전송한다. 시스템 제어부(41)는 실시간으로 검출되는 촬영부(70)의 이동속도가 정지위치에서 미리 설정된 제1기준속도 이하인지 여부를 결정한다. 촬영부(70)의 위치가 정지위치와 일치하고 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하이면, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동을 어시스트하고 있는 모터의 구동을 정지시킴으로써 촬영부(70)가 정지위치에서 정지하도록 한다.

대안적으로, 시스템 제어부(41)는 엔코더나 포텐쇼미터로부터 전송되는 실시간으로 감지된 촬영부(70)의 위치가 정지위치를 포함하는 소정의 볼륨을 갖는 정지공간에 진입했는지 여부를 결정할 수도 있다. 또한, 촬영부(70)의 위치가 상기 정지공간에 진입하면, 시스템 제어부(41)는 실시간으로 감지되는 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하인지 결정하고, 촬영부(70)의 이동속도가 제1기준속도 이하이면 촬영부(70)가 정지위치에서 정지할 수 있도록 촬영부(70)의 이동속도를 점차적으로 감소시킨다. 정지공간을 설정함으로써 촬영부(70)를 바로 정지시키는 것이 아니라 촬영부(70)의 이동속도를 점차적으로 감소시키면서 촬영부(70)를 정지시킬 수 있으므로, 촬영부(70)가 보다 부드럽게 정지위치에서 정지할 수 있다.

버추얼 디텐트 모드는 브레이크를 사용하지 않고, 모터의 구동을 정지시켜 촬영부(70)의 이동을 정지시키므로, 촬영부(70)의 이동을 정지시키기 위한 브레이크의 사용시 발생하는 소음이나 방사선 촬영 시스템의 진동을 방지할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 브레이크 자체가 생략될 수도 있다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 미세조정모드를 나타낸 순서도이다.

도 23을 참조하면, 시스템 제어부(41)는 미세조정모드인지 여부를 결정한다(860).

조작패널(80)이나 워크스테이션에 마련되어 미세조정모드의 세팅을 필요에 따라 on/off할 수 있는 버튼 같은 입력부가 조작되어, 가변형 이동감도가 세팅된 미세조정모드가 on되었는지 여부를 결정한다.

미세조정모드가 on상태이면, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)의 이동속도가 제2기준속도 이하인지 여부를 결정하고(870), 촬영부(70)의 이동속도가 제2기준속도 이하이면, 가변 이동감도를 적용한다(880).

도 20에 도시된 바와 같이, 촬영부(70)의 이동감도는 촬영부(70)의 이동속도가 미리 설정된 제2기준속도보다 빠른 경우에는 일정한 값으로 고정되어 촬영부(70)의 이동에 유리한 세팅을 제공한다. 촬영부(70)의 이동속도가 미리 설정된 제2기준속도 이하가 되면, 촬영부(70)의 속도가 감소할수록 촬영부(70)의 이동감도도 감소하도록 설정되어 촬영부(70)의 미세조정에 유리한 세팅을 제공한다.

촬영부(70)의 이동속도가 제2기준속도 이하가 되면, 촬영부(70)의 속도가 감소할수록 촬영부(70)의 이동감도도 감소하게 되고, 오퍼레이터는 오퍼레이터의 의도에 따라 촬영부(70)의 이동을 조정할 수 있다. 예를 들어, 미세 조정을 하는 동안 느린 속도로 촬영부(70)를 이동시킬 때(a)의 도 20의 이동감도가 미세 조정을 하는 동안 보다 조금 더 빠른 속도로 촬영부(70)를 이동시킬 때(b)의 도 20의 이동감도보다 더 작기 때문에, 촬영부(70)의 이동감도 값이 작은 값을 갖더라도 이동감도 값이 도 19와 같이 고정되어 있을 때보다 오퍼레이터는 보다 정밀하게 촬영부(70)의 위치를 조정할 수 있다.

가변형 이동감도가 세팅된 상태에서, 속도센서는 촬영부(70)의 이동속도를 실시간으로 검출하여 검출된 이동속도를 시스템 제어부(41)로 전송한다. 촬영부(70)에서 감지된 이동속도가 제2기준속도 이하일 경우, 시스템 제어부(41)는, 도 20에 도시된 바와 같이, 촬영부(70)의 속도 변화에 따른 이동감도를 제어한다.

도 24는 측정부(126)의 좌표계를 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 좌표계로 변환하는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 24를 참조하면, 촬영부(70)가 회전할 때(900), 촬영부(70)를 회전시키는 모터의 엔코더 또는 포텐쇼미터는 촬영부(70)의 회전각도를 검출한다(910). 시스템 제어부는 촬영부의 감지된 회전각도에 기초하여 측정부에서 측정된 힘의 방향을 방사선 촬영 시스템의 좌표계의 방향으로 변환한다(920). 시스템 제어부는 변환된 힘의 방향을 기초로 하여 구동부를 작동시킨다(930).

도 16에 관하여 상술한 바와 같이, 엔코더 또는 포텐쇼미터는 촬영부(70)가 제4방향(D4) 또는 제5방향(D5)으로 회전할 때 촬영부(70)의 회전각도를 실시간으로 측정하며, 촬영부(70)의 회전각도를 측정하고, 시스템 제어부(41)로 측정한 회전각도를 출력한다. 시스템 제어부(41)는 엔코더나 포텐쇼미터로부터 출력된 측정된 회전각도와 수학식 1로 정의된 좌표변환식을 이용하여 측정부(126) 좌표계에서 측정된 힘을 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘으로 변환한다.

즉, 촬영부(70)가 제4방향(D4)을 따라 회전한 상태에서 오퍼레이터가 제1방향 또는 X축 방향으로 촬영부(70)를 이동시키기 위해 방사선 촬영 시스템 좌표계의 제1방향 또는 X축 방향으로 힘을 인가하고, 측정부(126)에서 측정부(126) 좌표계에 따라 촬영부(70)에 인가되는 힘의 방향을 감지하면, 시스템 제어부(41)는 측정부(126) 좌표계에 따라 측정된 힘을 포텐쇼미터나 엔코더에 의해 측정된 회전각도와 수학식 1로 표현되는 좌표변환식을 이용하여 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘으로 변환한다. 측정부(126)에서 측정된 힘이 좌표변환식을 통해 방사선 촬영 시스템 좌표계를 따르는 힘으로 변환되면, 시스템 제어부(41)는 촬영부(70)를 제2방향 또는 Y축 방향 대신 제1방향 또는 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 모터를 구동시키고, 오퍼레이터가 촬영부(70)를 제1방향 또는 X축 방향으로 이동시키는 것을 어시스트한다.

전술한 다양한 동작들을 수행하는 상술한 시스템 제어부(41), 조작부(80), 구동부(100), 측정부 또는 포스/토크 센서(126), 펌웨어(133), 범용 동기 또는 비동기형 송수신기(USART)(134), RS-232 드라이버(135)는 하나 이상의 하드웨어 구성요소, 하나 이상의 소프트웨어 구성요소, 또는 하나 이상의 하드웨어 구성요소와 하나 이상의 소프트웨어 구성요소의 조합을 활용하여 구현될 수 있다.

하드웨어 구성요소는, 예를 들면, 하나 이상의 동작을 물리적으로 수행하는 물리적인 장치일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 하드웨어 구성요소의 예시는 증폭기, 차동증폭기, 연산증폭기, 저역 필터, 고역 필터, 대역 필터, AD 변환기, 디지털-아날로그 변환기, 레지스터, 미분기, 비교기, 연산장치, 기능 단위, 기억장치, 무선 카드, 처리장치를 포함한다.

소프트웨어 구성요소는, 예를 들면, 하나 이상의 동작을 수행하기 위해 소프트웨어 또는 명령에 의해 제어되는 처리 장치로 구현될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 컴퓨터, 제어기, 또는 기타 제어 장치가 처리 장치에서 소프트웨어를 실행시키거나 명령어을 실행할 수 있다. 하나의 소프트웨어 구성요소가 하나의 처리 장치에 의해 구현되거나, 하나의 처리장치가 두 개 이상의 소프트웨어 구성요소를 구현하거나, 두 개 이상의 처리 장치에 의해 하나의 소프트웨어 구성요소가 구현되거나, 두 개 이상의 처리 장치에 의해 두 개 이상의 소프트웨어 구성요소가 구현될 수 있다.

처리 장치는 하나 이상의 범용 또는 특수 목적용 컴퓨터들, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, 산술 논리 연산 장치, 디지털 신호 처리기, 마이크로컴퓨터, 필드 프로그램 가능 어레이, 프로그램 가능 논리 연산 장치, 마이크로프로세서, 또는 소프트웨어를 실행하거나 명령을 실행할 수 있는 기타 장치들 중 하나 이상을 사용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영체제(OS)를 실행할 수 있으며, 상기 운영체제 하에서 작동하는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행할 수 있다. 처리 장치는, 소프트웨어를 실행하거나 명령을 실행할 때, 데이터에 액세스하고, 데이터를 저장, 조작, 처리 및 생성할 수 있다. 간략화하기 위해, 본 명세서에서는 "처리 장치"를 단수로 사용하지만, 당 기술분야의 통상의 기술자는 처리 장치가 다수의 처리 요소 및 다양한 종류의 처리 요소를 포함하고 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 하나 이상의 프로세서, 또는 하나 이상의 프로세서와 하나 이상의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 다른 처리 구성, 예를 들어, 병렬 프로세서 또는 멀티 코어 프로세서도 가능하다.

동작A를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 처리 장치는 동작A를 수행하는 프로세서를 제어하기 위한 소프트웨어를 실행하거나 명령어를 실행하도록 프로그램된 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 동작A, 동작B, 동작C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 처리 장치는 다양한 구성을 가질 수 있는데, 이는 예를 들어, 동작A, B, 및 C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 처리 장치; 동작A를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하기 위한 제1처리장치 및 동작B 및 C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 제2처리장치; 동작A 및 B를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하기 위한 제1처리장치 및 동작C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 제2처리장치; 동작A를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하기 위한 제1처리장치 및 동작B를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 제2처리장치 및 동작C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 제3처리장치; 동작A, B, 및 C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 제1처리장치 및 동작A, B, 및 C를 수행하기 위한 소프트웨어 구성요소를 구현하는 제2처리장치, 또는 동작A, B, 및 C 중 하나 이상을 각각 구현하는 하나 이상의 프로세서의 기타 임의의 구성이 있다. 비록 이런 예시가 세 개의 동작 A, B, C를 지칭하고 있으나, 구현되는 동작들의 개수는 세 개에 제한되지 않으며, 임의의 개수의 동작이 원하는 결과를 달성하거나 원하는 과제를 수행하기 위해 필요할 수 있다.

소프트웨어 구성요소를 구현하기 위해 처리 장치를 제어하는 소프트웨어 또는 명령어는 독립적으로 또는 집합적으로 명령하거나 하나 이상의 원하는 동작을 수행하기 위한 처리 장치를 구성하기 위해 컴퓨터 프로그램, 코드 조각, 명령어, 또는 이들의 조합 일부를 포함할 수 있다. 소프트웨어 또는 명령어는 컴파일러에 의해 생성된 기계 코드와 같이, 처리 장치에 의해 직접적으로 실행되는 기계 코드 및/또는 해석기를 사용하여 처리 장치에 의해 실행되는 고급코드를 포함할 수 있다. 소프트웨어 또는 명령어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조는 영구적으로 또는 일시적으로 임의의 종류의 기계, 구성요소, 물리적 또는 가상의 장비, 컴퓨터 저장매체 또는 장치, 또는 명령어 또는 데이터를 제공할 수 있거나 처리 장치에 의해 해석될 수 있는 전파된 신호파에 내장될 수 있다. 소프트웨어 또는 명령어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조는 또한 네트워크 결합된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 소프트웨어 또는 명령어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조는 분산된 형태로 저장 및 실행될 수 있다.

예를 들어, 소프트웨어 또는 명령어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일, 및 데이터 구조는 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 기록되고, 저장되거나 고정될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 소프트웨어 또는 명령어 및 임의의 관련 데이터, 데이터 파일, 데이터 구조를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장장치일 수 있으며, 이로써 이들은 컴퓨터 시스템 또는 처리 장치에 의해 판독될 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예시로는 롬(ROM, read-only memory), 램(RAM, random-access memory), 플래시메모리, CD-ROM, CD-R, CD+R, CD-RW, CD+RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, BD-ROM, BD-R, BD-R LTH, BD-RE, 자기테이프, 플로피디스크, 광자기데이터 저장 장치, 광학데이터 저장 장치, 하드 디스크, SSD(solid-state disk), 또는 당 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 기타 다른 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다.

본 명세서에 개시된 실시예를 구현하는 기능적 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트는 본 명세서에 제공되는 바와 같은 도면과 그에 해당하는 설명에 기반하여 상기 실시예들과 관련한 기술 분야에 익숙한 프로그래머에 의해 쉽게 구성될 수 있다.

본 발명은 특정 실시예를 포함하고 있으나, 이러한 실시예들의 형식과 상세한 내용에 있어서 청구범위 및 그와 동등한 범위 및 기술사상으로부터 벗어나지 않는 다양한 변형이 이루어진다는 것이 통상의 기술자에게 이해될 것이다. 본 명세서에 기재된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이다. 각 실시예의 특징 또는 측면의 설명은 다른 실시예의 유사한 특징 또는 측면에 적용가능한 것으로 간주된다. 설명된 기술이 다른 순서로 시행되고/되거나 설명된 시스템, 아키텍처, 장치 또는 회로의 구성요소가 다른 방식으로 조합되고/되거나 다른 구성요소 또는 그의 균등물로 대체되거나 보충될 때에도 적절한 결과를 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 상세한 설명이 아닌 특허청구범위 및 그와 동등한 범위에 나타나며, 특허청구범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 변형은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

1. 촬영부;
   상기 촬영부의 이동속도를 검출하는 속도센서; 및
   상기 촬영부가 미리 설정된 정지위치에 도달하기 전에 상기 미리 설정된 정지위치를 향하는 방향으로 상기 촬영부의 이동속도가 제1기준속도 이하일 경우에 상기 촬영부의 이동을 상기 미리 설정된 정지위치에서 정지시켜, 상기 촬영부의 이동이 정지하고 나면 상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 위치하도록 하는 시스템 제어부;를 포함하는 방사선 촬영 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 시스템 제어부는,
   상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치로부터 미리 설정된 거리 이내의 공간에 진입한 후에 상기 미리 설정된 정지위치를 향하는 방향으로 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제1기준속도 이하일 경우에 상기 촬영부의 이동이 상기 미리 설정된 위치에 정지하도록 상기 촬영부의 이동속도를 감소시켜, 상기 촬영부의 이동이 정지하고 나면 상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 위치하도록 하는 방사선 촬영 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 더 포함하고,
   상기 시스템 제어부는,
   상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 도달하기 전에 상기 미리 설정된 정지위치를 향하는 방향으로 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제1기준속도 이하일 경우에 상기 촬영부의 이동을 미리 설정된 정지위치에서 정지시키기 위해, 상기 구동부의 동작을 정지시킴으로써, 상기 촬영부의 이동이 정지하고 나면 상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 위치하도록 하는 방사선 촬영 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 시스템 제어부는,
   상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치로부터 미리 설정된 거리 이내의 공간에 진입한 후에 상기 미리 설정된 정지위치를 향하는 방향으로 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제1기준속도 이하일 경우에 상기 촬영부의 이동을 상기 미리 설정된 정지위치에 정지시키기 위해, 상기 구동부가 상기 촬영부의 구동속도를 감소시키도록 제어하여 상기 촬영부의 이동이 정지하고 나면 상기 촬영부가 상기 미리 설정된 정지위치에 위치하도록 하는 방사선 촬영 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 촬영부의 이동이 상기 미리 설정된 정지위치에서 정지하도록 상기 시스템 제어부에 지시하도록 마련된 입력부를 포함하는 조작패널;을 더 포함하는 방사선 촬영 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 시스템 제어부는,
   상기 촬영부의 이동속도가 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 상기 촬영부의 이동속도 변화에 따라 변화시키는 방사선 촬영 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 시스템 제어부는,
   상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도보다 빠르면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 일정하게 유지하는 방사선 촬영 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   상기 시스템 제어부는,
   상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 감소시키는 방사선 촬영 시스템.
9. 제6항에 있어서,
   상기 촬영부에 인가되는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부; 및
   상기 측정부에서 측정된 외력의 크기와 방향 그리고 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율에 기초하여 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 더 포함하고,
   상기 시스템 제어부는 상기 촬영부의 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부의 이동속도가 감소함에 따라 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도의 비율을 감소시키고,
   상기 촬영부의 이동속도가 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부의 이동속도가 감소함에 따라 상기 구동부가 상기 촬영부를 이동시키는 구동력을 감소시키는 방사선 촬영 시스템.
10. 제6항에 있어서,
    상기 이동속도가 상기 제2기준속도 이하이면, 상기 촬영부에 인가되는 힘에 대한 상기 촬영부의 이동속도 비율을 변화시키도록 상기 시스템 제어부에 지시하도록 마련된 입력부를 포함하는 조작패널;을 더 포함하는 방사선 촬영 시스템.
11. 제1항에 있어서
    가압되면 상기 촬영부의 이동방향이 특정 이동방향으로 제한되도록 마련된 버튼을 포함하는 조작패널;
    상기 조작패널 및 상기 촬영부 사이에 구비되어 상기 조작패널에 인가되는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부; 및
    상기 버튼이 가압되면 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기와 방향에 기초하여 상기 특정 이동방향으로만 상기 촬영부를 이동시키는 구동부;를 더 포함하는 방사선 촬영 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 버튼이 가압되면 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기에 기초하여 상기 특정 이동방향으로만 상기 촬영부를 이동시키기 위한 파워를 출력하고, 상기 버튼이 가압되는 동안에만 상기 촬영부를 상기 특정 이동방향으로 이동시키고, 상기 버튼의 가압이 해제되면 상기 촬영부의 이동을 정지시키는 방사선 촬영 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부를 구동시키는 방사선 촬영 정보의 입력을 수신하는 조작패널; 및
    상기 촬영부와 상기 조작패널 사이에 구비되어 상기 조작패널에 인가되는 외력의 크기와 방향을 측정하는 측정부;를 더 포함하고,
    상기 측정부는 상기 측정부의 좌표계에서 상기 외력의 방향을 측정하고,
    상기 시스템 제어부는 상기 측정부의 좌표계를 상기 촬영부의 회전각도에 기초하여 상기 방사선 촬영 시스템의 좌표계로 변환하고,
    상기 시스템 제어부는 상기 측정부의 좌표계에서 상기 측정부에 의해 측정된 상기 외력의 방향을 상기 촬영부의 회전각도에 기초하여 상기 방사선 촬영 시스템의 좌표계의 방향으로 변환하고,
    상기 촬영부를 상기 측정부에 의해 측정된 외력의 크기에 기초하여 상기 변환된 방사선 촬영시스템의 좌표계의 방향으로 이동시키는 구동부;를 더 포함하는 방사선 촬영 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 촬영부의 회전각도를 검출하고, 상기 촬영부의 검출된 회전각도에 대한 정보를 상기 시스템 제어부에 제공하는 포텐쇼미터 또는 엔코더;를 더 포함하는 방사선 촬영 시스템.
15. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 제어부는,
    상기 촬영부의 이동위치에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수를 산출하고, 상기 산출된 공진 주파수를 포함하는 주파수 대역이 제거된 제어신호를 출력하고,
    상기 촬영부의 미리 설정된 이동위치에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 정보를 저장하고, 상기 저장된 공진 주파수 정보에 기초하여 상기 촬영부의 이동위치에서 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수를 산출하고,
    상기 촬영부의 이동공간에 있는 미리 설정된 포인트들의 좌표와 상기 미리 설정된 포인트들에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수 정보를 저장하고, 상기 촬영부의 이동위치와 가장 가까운 상기 미리 설정된 포인트들 중 일부에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 저장된 공진 주파수 정보를 보간하여 상기 촬영부의 이동위치에서의 상기 방사선 촬영 시스템의 공진 주파수를 산출하는 방사선 촬영 시스템.

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