KR20190067614A - X-ray source unit and x-ray apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엑스레이 소스유닛 및 이를 구비하는 엑스레이장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전자를 포커싱하기 위한 포커싱부의 형상으로 인한 엑스레이 소스유닛의 정렬이 용이하면서도 듀얼 전계가 가능하여 엑스레이 발생 효율을 향상시킬 수 있는 엑스레이 소스유닛 및 이를 구비하는 엑스레이장치에 관한 것이다. The present invention relates to an X-ray source unit and an X-ray apparatus having the X-ray source unit. More specifically, it is possible to easily align an X-ray source unit due to the shape of a focusing unit for focusing electrons, Ray source unit and an X-ray apparatus having the same.
일반적으로 X선관(X-ray tube)은 X선을 발생시키기 위한 진공관이다. 이러한 X선관의 음극은 텅스텐 필라멘트로 형성되며, 전류에 의해 가열되어 열 전자를 방출시킨다. 이에 대하여, 수만 볼트 이상의 고전압이 X선관의 양극에 인가되면, 음극에서 방출된 전자류가 고속으로 양극을 향해서 운동한다. 이때, 전자류가 양극의 텅스텐, 몰리브덴 등으로 만든 대항극에 충돌하였을 때 가지고 있는 에너지를 X선으로 방출한다.Generally, an X-ray tube is a tube for generating X-rays. The cathode of such an X-ray tube is formed of a tungsten filament and is heated by an electric current to emit thermal electrons. On the other hand, when a high voltage of tens of thousands of volts or more is applied to the anode of the X-ray tube, the electron currents emitted from the cathode move toward the anode at high speed. At this time, the energy that the electron current has when it collides with the counter electrode made of tungsten or molybdenum of the anode is emitted as X-rays.
방사선학적 접근법을 이용한 인간의 인체 조직 관측은 비침습성 등의 장점으로 인류 문명에 큰 혜택을 주고 있다. 또한, 생명 공학 및 의학 계열의 방사선학적 접근법으로 인해, 수 밀리미터부터 수 마이크로미터 크기 조직의 관찰은 많은 연구 개발 활동 및 인류 보건 향상에 큰 기여를 하고 있다.The observation of human body tissue using radiological approach is very beneficial to human civilization because of advantages such as non - invasiveness. In addition, due to the radiological approach of biotechnology and medical science, observation of tissues ranging in size from a few millimeters to several micrometers has made a significant contribution to many R & D activities and human health improvement.
그러나, 종래의 마이크로미터 크기의 해상도를 갖는 방사선기기는 공간 분해능의 부족으로 미세 조직의 관측이 어려워 입자가속기를 활용한 거대한 방사광을 이용하여 관측해야 하는 한계가 있었다. 또한, 종래의 마이크로 엑스레이 장치는 필라멘트 기반의 전자 방출원을 사용함으로써, 방출 엑스레이 선량(flux)이 부족하여 다양한 영상 기기로의 응용에 한계가 있었다. However, conventional radiation apparatuses having a micrometer-sized resolution have difficulties in observing microstructures due to a lack of spatial resolution, and thus, there has been a limitation in observing them using giant synchrotron radiation utilizing particle accelerators. In addition, since the conventional micro-X-ray apparatus uses a filament-based electron emission source, the emission x-ray dose is insufficient to be applied to various imaging apparatuses.
이에 따라, 근래에는 고품질의 엑스레이를 촬영할 수 있는 다양한 연구가 지속적으로 이루어지고 있는 추세이다. Accordingly, in recent years, a variety of researches capable of photographing high-quality x-rays have been continuously performed.
본 발명의 목적은 정렬이 용이하면서도 듀얼 전계가 가능한 엑스레이 소스유닛을 제공하기 위한 것이다. It is an object of the present invention to provide an X-ray source unit which is easy to align and capable of dual electric fields.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적이 달성된 엑스레이 소스유닛을 구비하는 엑스레이장치를 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide an x-ray apparatus having the above-described object and an x-ray source unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 엑스레이 소스유닛은, 전자를 발생시키는 적어도 하나의 소스부 및 상기 적어도 하나의 소스부가 각각 삽입되어 정렬되도록 상기 적어도 하나의 소스부에 각각 대응되는 형상을 가지는 적어도 하나의 설치홈이 마련되어, 상기 적어도 하나의 소스부로부터 발생된 상기 전자를 외부로 포커싱하는 포커싱부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an X-ray source unit comprising: at least one source part for generating electrons; and at least one source part for forming at least one source part, And a focusing portion provided with one mounting groove for focusing the electrons generated from the at least one source portion to the outside.
일측에 의하면, 상기 적어도 하나의 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 발생시킬 수 있다. According to one aspect, the at least one source portion may generate the electrons by at least one of a filament-based thermionic emission method and a carbon nanotube (CNT) -based field emission method.
일측에 의하면, 상기 적어도 하나의 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 각각 발생시키도록 복수개 마련되며, 상기 포커싱부는 상기 소스부의 개수에 대응되도록 상기 설치홈이 상면에 복수개 마련되는 컵 형상을 가질 수 있다. According to one aspect of the present invention, the at least one source portion is provided in plurality to generate the electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system, And a plurality of the mounting grooves are provided on the upper surface so as to correspond to the number of the source portions.
일측에 의하면, 상기 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 각각 발생시키는 제1 및 제2소스부를 포함하며, 상기 포커싱부는, 컵 형상을 가지며, 상면에 상호 마주하여 V자 형상으로 연결되는 제1 및 제2경사면이 마련되는 포커싱 몸체 및 상기 제1 및 제2소스부에 각각 대응되는 형상을 가지고 상기 제1 및 제2경사면에 각각 마련되어, 상기 제1 및 제2소스부가 삽입되어 정렬시키는 제1 및 제2설치홈을 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the source portion includes first and second source portions that respectively generate electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system, And the first and second light sources have a shape corresponding to the first and second source portions, respectively, the first and second light sources having a shape corresponding to a cup shape and having first and second inclined surfaces connected to each other in a V- The first and second mounting grooves may be provided on the first and second inclined surfaces to align and align the first and second source portions.
일측에 의하면, 상기 적어도 하나의 설치홈에는 상기 소스부의 전극라인이 통과 가능한 라인홀이 관통 형성될 수 있다. According to one aspect of the present invention, the at least one mounting groove may be formed with a line hole through which the electrode line of the source unit can pass.
일측에 의하면, 상기 적어도 하나의 소스부는, 음극의 전극을 인가하는 음전극, 상기 음전극에 적층되어 전자를 방출하는 에미터, 상기 에미터에 적층되어 에지효과를 방지하는 에미터 커버, 상기 에미터 커버에 적층되어 방출되는 상기 전자를 패터닝하는 패터닝 전극, 상기 에미터와 에미터 커버 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제1절연체, 상기 에미터 커버와 패터닝 전극 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제2절연체, 상기 음전극의 저면을 지지하는 제1지지체 및, 상기 제2절연체의 상부에 적층되며, 상기 전자가 방출되는 개구가 관통 형성되는 제2지지체를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the at least one source portion includes a negative electrode for applying a negative electrode, an emitter stacked on the negative electrode to emit electrons, an emitter cover stacked on the emitter to prevent edge effects, A first insulator laminated between the emitter and the emitter cover for mutual insulation; a second insulator laminated between the emitter cover and the patterning electrode to insulate each other from each other; A first support for supporting a bottom surface of the cathode electrode, and a second support member stacked on the second insulator and having an opening through which electrons are emitted.
일측에 의하면, 상기 음전극 및 패터닝 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 가질 수 있다. According to one aspect, the negative electrode and the patterning electrode may have a mesh shape.
일측에 의하면, 상기 음전극으로부터 연장되는 음전극라인은 상기 제1지지체를 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결되며, 상기 패터닝 전극으로부터 연장되는 패터닝 전극라인은 상기 제2절연체, 에미터 커버, 제1절연체 및 제1지지체을 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결 가능할 수 있다. According to one aspect of the present invention, a negative electrode line extending from the negative electrode is connected to the inside of the focusing unit through the first support member, and a patterning electrode line extending from the patterning electrode is formed on the second insulator, the emitter cover, And can be connected to the inside of the focusing unit through the first support body.
일측에 의하면, 상기 포커싱부의 상기 적어도 하나의 설치홈에는 상기 음전극라인 및 패터닝 전극라인이 통과 가능한 전극홀이 관통 형성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, the at least one mounting groove of the focusing unit may include an electrode hole through which the negative electrode line and the patterning electrode line pass.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 엑스레이장치는, 내부에 공간을 가지는 중공의 몸체유닛, 상기 몸체유닛의 내부에 마련되어, 전자를 방출하는 엑스레이 소스유닛 및 상기 엑스레이 소스유닛과 마주하도록 상기 몸체유닛에 결합되어, 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛을 포함하며, 상기 엑스레이 소스유닛은, 상기 전자를 발생시키는 적어도 하나의 소스부 및 상기 적어도 하나의 소스부가 삽입 가능하도록 상기 적어도 하나의 소스부와 대응되는 형상을 가지는 적어도 하나의 설치홈이 마련되어, 상기 소스부로부터 발생된 전자를 외부로 포커싱하여 방출시키는 포커싱부를 포함한다. An X-ray apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes: a hollow body unit having a space therein; an X-ray source unit provided inside the body unit to emit electrons; And an anode unit coupled to the body unit and generating an X-ray or light by collision with the electron and guiding the X-ray or light to the outside of the body unit, wherein the X-ray source unit includes at least one source part for generating the electrons, And at least one mounting groove having a shape corresponding to the at least one source portion so that the source portion of the source portion can be inserted thereinto and a focusing portion for focusing and discharging electrons generated from the source portion to the outside.
일측에 의하면, 상기 적어도 하나의 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 발생시키는 제1 및 제2소스부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 설치홈은 상기 제1 및 제2소스부가 각각 삽입되는 제1 및 제2설치홈을 포함할 수 있다.According to one aspect, the at least one source portion includes first and second source portions for generating electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system, The at least one mounting groove may include first and second mounting grooves into which the first and second source portions are respectively inserted.
일측에 의하면, 상기 포커싱부는 컵 형상을 가지며, 상면에 V자 형상으로 연결되는 제1 및 제2경사면이 마련되며, 상기 제1 및 제2설치홈은 상기 제1 및 제2경사면에 각각 형성될 수 있다. According to one aspect of the present invention, the focusing unit has a cup shape, and first and second inclined surfaces connected to the upper surface in a V-shape are provided, and the first and second mounting grooves are respectively formed in the first and second inclined surfaces .
일측에 의하면, 상기 제1 및 제2설치홈에는 상기 제1 및 제2소스부의 전극라인이 통과 가능한 제1 및 제2라인홀이 각각 관통 형성될 수 있다. According to one aspect of the present invention, the first and second mounting grooves may respectively have first and second line holes through which the electrode lines of the first and second source portions can pass, respectively.
일측에 의하면, 상기 적어도 하나의 소스부는, 음극의 전극을 인가하는 음전극, 상기 음전극에 적층되어 전자를 방출하는 에미터, 상기 에미터에 적층되어 에지효과를 방지하는 에미터 커버, 상기 에미터 커버에 적층되어 방출되는 상기 전자를 패터닝하는 패터닝 전극, 상기 에미터와 에미터 커버 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제1절연체, 상기 에미터 커버와 패터닝 전극 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제2절연체, 상기 음전극의 저면을 지지하는 제1지지체 및, 상기 제2절연체의 상부에 적층되며, 상기 전자가 방출되는 개구가 관통 형성되는 제2지지체를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, the at least one source portion includes a negative electrode for applying a negative electrode, an emitter stacked on the negative electrode to emit electrons, an emitter cover stacked on the emitter to prevent edge effects, A first insulator laminated between the emitter and the emitter cover for mutual insulation; a second insulator laminated between the emitter cover and the patterning electrode to insulate each other from each other; A first support for supporting a bottom surface of the cathode electrode, and a second support member stacked on the second insulator and having an opening through which electrons are emitted.
일측에 의하면, 상기 음전극으로부터 연장되는 음전극라인은 상기 제1지지체를 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결되며, 상기 패터닝 전극으로부터 연장되는 패터닝 전극라인은 상기 제2절연체, 에미터 커버, 제1절연체 및 제1지지체을 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결 가능할 수 있다. According to one aspect of the present invention, a negative electrode line extending from the negative electrode is connected to the inside of the focusing unit through the first support member, and a patterning electrode line extending from the patterning electrode is formed on the second insulator, the emitter cover, And can be connected to the inside of the focusing unit through the first support body.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 포커싱부에 마련된 설치홈에 대해 소스부가 삽입되어 설치됨으로써, 간단한 공정으로도 정렬이 용이하여 안전성을 향상시킬 수 있게 된다. According to the present invention having the above-described configuration, first, since the source portion is inserted into the mounting groove provided in the focusing portion, the alignment can be easily performed even by a simple process, and safety can be improved.
둘째, 컵 형상의 포커싱부의 상면에 경사진 복수의 경사면을 형성하고, 복수의 경사면에 대해 복수의 소스부가 각각 정렬되어 삽입됨으로써, 복수의 전자 방출이 가능해진다. Second, a plurality of inclined surfaces inclined on the upper surface of the cup-shaped focusing portion are formed, and a plurality of electron emission is enabled by inserting and aligning a plurality of source portions respectively with respect to a plurality of inclined surfaces.
셋째, 필요에 따라 필라멘트를 가열하여 얻어진 열전자 또는 나노탄소튜브(CNT) 성장을 이용한 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 전자를 각각 발생시킬 수 있는 복수의 소스부로 인해, 다양한 조건에 대한 엑스선 방출 효율을 향상시킬 수 있게 된다. Third, due to a plurality of source portions capable of generating electrons in at least any one of a thermoelectronism obtained by heating filaments or a field emission system using nanotube carbon (CNT) growth, the x-ray emission The efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 엑스레이장치를 개략적으로 도시한 절단 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엑스레이 소스유닛을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 엑스레이 소스유닛을 분해하여 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 엑스레이 소스유닛의 포커싱부를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고,
도 5는 도 4에 도시된 포커싱부를 개략적으로 도시한 배면도이다. 1 is a cutaway perspective view schematically showing an X-ray apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the X-ray source unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing the X-ray source unit shown in FIG. 2. FIG.
4 is a plan view schematically showing a focusing unit of the X-ray source unit shown in FIG. And,
5 is a rear view schematically showing the focusing unit shown in FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 엑스레이장치(1)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 엑스레이장치(1)의 엑스레이 소스유닛(20)을 개략적으로 도시한 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an
도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 엑스레이장치(1)는 몸체유닛(10), 엑스레이 소스유닛(20) 및 애노드유닛(30)을 포함한다. Referring to FIG. 1, an
참고로, 본 발명에서 설명하는 엑스레이장치(1)는 의료기기용 엑스레이를 발생시키는 엑스레이장치인 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다. 즉, 빛 에너지를 발생시키는 다양한 광원분야에 본 발명에 의한 엑스레이장치(1)가 적용될 수 있음은 당연하다.For reference, the
몸체유닛(10)은 내부에 공간을 가지도록 중공으로 마련되어, 후술할 소스유닛(20) 및 애노드유닛(30)을 감싸 지지한다. 이러한 몸체유닛(10)은 소스유닛(20)을 지지하는 바닥부(11)와, 바닥부(11)로부터 수직 상방향으로 연장되는 측면부(12)를 포함하는 원통 형상을 가진다. 여기서, 바닥부(11)와 측면부(12)는 세라믹 및 유리와 같은 비금속성 즉, 절연 재질로 형성됨으로써, 후술할 엑스레이 소스유닛(20)으로부터 발생되는 전자와의 전기적 간섭을 방지함이 좋다. The
참고로, 자세히 도시되지 않았으나, 몸체유닛(10)의 측면부(12)에는 몸체유닛(10)의 내부로부터 외부로 방출되는 엑스선의 출입구인 윈도우(미도시)가 마련될 수 있다. 이때, 윈도우(미도시)는 베릴륨, 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 만약, 윈도우(미도시)가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스선만 방출되도록 필터링될 수 있으며, 원도우(미도시)가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우(미도시)를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다. 그러나, 엑스레이장치(1)의 사용목적에 따라 윈도우(미도시) 없이도 제공될 수 있다. Although not shown in detail, the
엑스레이 소스유닛(20)은 몸체유닛(10)의 내부에 마련되어, 전자(E)를 방출한다. 이러한 엑스레이 소스유닛(20)은 도 2의 도시와 같이, 소스부(40)와 포커싱부(50)를 포함한다. The
소스부(40)는 전자(E)를 발생시키도록 적어도 하나 마련된다. 본 실시예에서는 소스부(40)가 2개의 소스부(40a)(40b)를 포함하여, 전자(E)를 듀얼 전계 가능한 것으로 예시한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 소스부(40)가 제1소스부(40a) 및 제2소스부(40b)를 포함하는 것으로 예시하여 설명한다. At least one
또한, 소스부(40)는 진공상태의 몸체유닛(10)의 내부에서 필라멘트를 가열하여 발생된 열을 고전압으로 가속하는 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT) 기반의 전계 방출(field emission) 중 적어도 어느 하나의 방식이 채용되어, 전자(E)를 방출한다. 본 실시예에서는 제1 및 제2소스부(40a)(40b) 모두, 탄소나노튜브 기반의 전계 방출 방식으로 전자(E)를 발생시키는 것으로 도시 및 예시하나, 꼭 이에 한정되지 않는다.The
즉, 자세히 도시되지 않았으나, 소스부(40)의 제1소스부(40a)는 탄소나노튜브 기반의 전계 방출 방식으로 전자(E)를 방출하며, 제2소스부(40b)는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식으로 전자(E)를 방출하는 변형예도 가능하다. 또는, 제1 및 제2소스부(40a)(40b) 모두가 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식으로 전자(E)를 방출하는 것과 같은 다양한 변형예가 가능함은 당연하다. 아울러, 소스부(40)가 3개 이상 또는, 단수개 마련되는 것과 같은 다양한 변형예도 가능하다. That is, although not shown in detail, the
이러한 소스부(40)의 자세한 구성을 도 3을 참고하여 보다 자세히 설명한다. The detailed configuration of the
도 3의 도시와 같이, 소스부(40)는 얇은 판상으로 형성되어 음극의 전극을 인가하는 음전극(41), 음전극(41)의 상부에 적층되어 전자(E)를 방출하는 에미터(42) 및 에미터(42)의 상부에 적층되어 에미터(42)로부터 전자(E)를 추출하는 얇은 판상의 패터닝 전극(44)을 포함할 수 있다. 3, the
음전극(41)은 비교적 얇은 판상 즉, 박판으로 형성되며, 금속 재질로 형성될 수 있다. 음전극(41)은 음극, 즉 (-)전극으로 캐소드(cathode) 전극으로 칭할 수 있다. 본 발명에 의한 엑스레이장치(1)는 진공에서 작동하기 때문에, 캐소드 전극의 재료로써 니켈, 철, 코발트 등의 합금이나 단일 전이금속이 채용될 수 있다. The
에미터(42)는 방출되는 전자의 궤적을 조절하는 전극으로서, 나노 소재이면서 단위 면적당 높은 전류 방출이 가능한 탄소나노튜브와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 전도성 물질을 포함한다. The
여기서, 음전극(41) 및 패터닝 전극(44)은 각각 금속재질의 메쉬(Mesh) 형상으로 형성되는 음극 메쉬(411) 및 패터닝 메쉬(441)가 형성되어, 전자(E)의 방출을 가이드한다. 음극 메쉬(411) 및 패터닝 메쉬(441)는 금속망 사이의 다수의 개구가 형성되고, 개구의 형상이 육각형의 벌집 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 음극 메쉬(411) 및 패터닝 메쉬(441)의 개구 형상이 육각형으로 형성됨에 따라, 음극 메쉬(411) 및 패터닝 메쉬(441)가 전자(E)를 효율적으로 추출하면서, 전자(E)가 금속망에 의하여 충돌되지 않고 안정적으로 배출되는 개구율이 극대화 될 수 있다.The
참고로, 음극 메쉬(411) 및 패터닝 메쉬(441)가 육각형의 벌집 형상을 가지는 것으로 한정되지 않으며, 다수의 원형 또는 사각형의 개구가 형성되는 다양한 변형예도 가능하다. For reference, the
한편, 에미터(42)의 상부 즉, 에미터(42)와 패터닝 전극(44) 사이에는 커버홀(431)이 관통 형성된 에미터 커버(43)가 적층되어 에미터(42)로부터 방출되는 전자(E)의 에지효과(edge effect)를 방지하여 전자(E)가 균일하게 추출될 수 있도록 가이드한다. 또한, 에미터(42)와 에미터 커버(43)의 사이에는 제1절연홀(451)이 관통 형성된 제1절연체(45)가 적층되며, 에미터 커버(43)와 패터닝 전극(44)의 사이에는 제2절연홀(461)이 관통 형성된 2절연체(46)가 적층된다. 그로 인해, 에미터(42), 에미터 커버(43), 패터닝 전극(44)의 사이가 제1 및 제2 절연체(45)(46)에 의해 절연된다. An
아울러, 음전극(41)의 하부에는 제1지지체(47)가 적층되어 지지되며, 제2절연체(46)의 상부에는 전자(E)가 방출될 수 있도록 개구(481)가 관통 형성된 제2지지체(48)가 적층된다. 그로 인해, 소스부(40)의 하부 및 상부가 제1 및 제2지지체(46)(47)에 의해 지지되어 보호된다. A
이러한 제1 및 제2절연체(45)(46), 제1 및 제2지지체(47)(48)는 모두 절연성 재질로 형성되며, 본 실시예에서는 세라믹 재질로 형성되는 것으로 예시한다.The first and
한편, 음전극(41) 및 패터닝 전극(44)은 각각 음전극라인(412) 및 패터닝 전극라인(442)이 마련되어, 외부 전원과 연결된다. 음전극라인(412)은 제1지지체(47)에 관통 형성된 전극홀(49)을 통해 제1지지체(47)를 통과하여 포커싱부(50)의 내부와 연결 가능하다. 또한, 패터닝 전극(44)의 패터닝 전극라인(442)은 제2절연체(46), 에미터 커버(43), 제1절연체(45) 및 제1지지체(47)에 관통 형성되어 상호 연통하는 전극홀(49)을 통해 포커싱부(50)의 내부와 연결 가능하다. 이러한 소스부(40)가 포커싱부(50)에 설치되는 구성은 포커싱부(50)의 구성과 함께 보다 자세히 후술한다. The
이상과 같은 소스부(40)는 제1지지체(47)에 지지된 음전극(41)에 음극의 전극이 인가되면, 에미터(42)로부터 전자(E)가 방출된다. 에미터(42)로부터 방출된 전자(E)는 제1절연체(45)의 제1절연홀(451), 에미터 커버(43)의 커버홀(431), 제2절연체(46)의 제2절연홀(461), 패터닝 전극(44)의 패터닝 메쉬(441) 및 제2지지체(48)의 개구(481)를 순차적으로 통과하여, 방출되게 된다. When the negative electrode is applied to the
포커싱부(50)는 소스부(40)로부터 발생된 전자(E)를 외부로 포커싱하여 방출한다. 이러한 포커싱부(50)는 컵 형상의 포커싱 몸체(51)를 구비하며, 포커싱 몸체(51)의 상면에 상술한 소스부(40)가 설치된다. 이를 위해, 포커싱부(50)의 상면에는 소스부(40)가 설치되는 적어도 하나의 설치홈(54)(55)이 상면의 경사면(52)(53)에 마련된다. The focusing
본 실시예에서는 소스부(40)가 제1 및 제2소스부(40a)(40b)를 포함하는 것으로 예시함에 따라, 제1 및 제2설치홈(54)(55)을 구비하는 것으로 예시한다. 아울러, 제1 및 제2설치홈(54)(55)은 포커싱부(50)의 상면에 상호 마주하는 방향으로 경사진 즉, V자 형상으로 상호 연결되도록 경사진 제1 및 제2경사면(52)(53)에 각각 형성된다. The present embodiment illustrates that the
제1 및 제2경사면(52)(53)에는 제1 및 제2소스부(40a)(40b)가 각각 삽입 가능한 제1 및 제2설치홈(54)(55)이 마련된다. 여기서, 제1 및 제2경사면(52)(53)은 후술할 애노드유닛(30)을 향해 제1 및 제2소스부(40a)(40b)로부터 방출되는 전자(E)를 경사지게 안내하기 위해, 제1 및 제2소스부(40a)(40b)를 경사지게 지지한다. The first and second
제1 및 제2설치홈(54)(55)은 제1 및 제2소스부(40a)(40b)와 각각 대응되는 형상으로 형성됨으로써, 제1 및 제2설치홈(54)(55)에 대해 제1 및 제2소스부(40a)(40b)가 각각 삽입됨과 동시에, 정렬 가능하다. 즉, 도 2 및 도 3과 같이, 제1경사면(52)에 마련된 제1설치홈(54)에 대해 제1소스부(40a)의 제1지지체(47), 음전극(41), 에미터(42), 제1절연체(45), 에미터 커버(43), 제2절연체(46), 패터닝 전극(44) 및 제2지지체(48)이 차례대로 적층됨으로써, 위치가 정렬되는 것이다. The first and second mounting
한편, 도 4 및 도 5의 도시와 같이, 포커싱 몸체(51)에 마련된 제1 및 제2설치홈(54)(55)에는 음전극라인(412) 및 패터닝 전극라인(442)이 포커싱부(50)의 내부와 연결시키도록, 통과 가능한 제1 및 제2라인홀(56)(57)이 각각 관통 형성된다. 이러한 제1 및 제2라인홀(56)(57)은 음전극라인(412) 및 패터닝 전극라인(442)과 연통할 수 있는 위치 및 개수를 가지고 제1 및 제2설치홈(54)(55)에 각각 관통 형성된다. 그로 인해, 음전극라인(412) 및 패터닝 전극라인(442)은 제1 및 제2설치홈(54)(55)에 적층된 음전극(41) 및 패터닝 전극(44)으로부터 각각 연장되어 포커싱부(50)를 통과하여 내부의 미도시된 전원인가수단과 연결될 수 있게 된다. 4 and 5, a
애노드유닛(30)은 엑스레이 소스유닛(20)과 마주하도록 몸체유닛(10)에 결합되어, 전자(E)와의 충돌에 의해 엑스선(L) 또는 광(L)을 발생시켜, 몸체유닛(10)의 외부로 안내한다. 애노드유닛(30)은 도 1의 도시와 같이, 엑스레이 소스유닛(20)과 마주하도록 몸체유닛(10)의 상부에 결합되며, 엑스레이 소스유닛(20)과 마주하는 일면이 경사진 반사면(31)을 가진다. 이러한 반사면(31)은 전자(E)와의 충돌에 의해 엑스선(L)을 발생시켜 몸체유닛(10)의 외부로 안내하게 된다. 참고로, 자세히 도시되지 않았으나, 애노드유닛(30)의 반사면(31)은 엑스선을 포함하는 광(L)을 방향 전환시켜 안내하기 위해, 윈도우(미도시)와 마주하도록 일직선 상에 배치될 수 있다. The
한편, 애노드유닛(30)으로부터 발생하는 엑스선을 포함하는 광(L)은 애노드유닛(30)의 재질과 엑스레이 소스유닛(20) 및 애노드유닛(30)에 인가되는 전압의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 엑스선, 가시광선, 적외선, 자외선 가운데 어느 하나가 될 수 있다. 본 실시예에서는 애노드유닛(30)이 구리, 텡스텐, 망간, 몰리브덴 및 이의 조합으로 이루어진 금속 중 어느 하나의 재질로 형성되어 엑스선(L)을 발생시키는 것으로 예시한다. The light L including the X-rays generated from the
참고로, 애노드유닛(30)의 반사면(31)이 금속이 아닌 유리와 같은 재질로 형성될 경우, 전자(E)와의 충돌에 의해 조명을 위한 광(L)을 발생시키는 변형예도 가능하다.For reference, when the reflecting
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 엑스레이 소스유닛(20)을 구비하는 엑스레이장치(1)의 동작을 도 1 내지 3을 참고하여 설명한다. The operation of the
우선, 도 1의 도시와 같이, 몸체유닛(10)의 하부에는 엑스레이 소스유닛(20)이 마련되고, 엑스레이 소스유닛(20)과 마주하도록 몸체유닛(10)의 상부에는 애노드유닛(30)이 마련된다. 1, an
이때, 엑스레이 소스유닛(20)은 컵 형상을 가지는 포커싱부(50)의 포커싱 몸체(51)의 상면에 경사진 제1 및 제2경사면(52)(53)에 제1 및 제2 설치홈(54)(55)이 마련된다. 이러한 제1 및 제2설치홈(54)(55)에 대해 도 2 및 도 3과 같이, 소스부(40)의 제1 및 제2소스부(40a)(40b)가 각각 삽입되어 정렬된다. 즉, 제1 및 제2설치홈(54)(55)이 제1 및 제2소스부(40a)(40b)와 대응되는 형상을 가지고 마련됨으로써, 제1 및 제2설치홈(54)(55)에 대해 제1 및 제2소스부(40a)(40b)가 각각 적층되어 설치됨과 동시에 위치가 정렬되게 된다. At this time, the
이렇게 제1 및 제2설치홈(54)(55)에 대해 각각 정렬되어 설치된 제1 및 제2소스부(40a)(40b)는 판상의 음전극(41) 및 패터닝 전극(44)의 위치가 정확히 정렬될 수 있어 전기 쇼트(short)와 같은 전기적인 문제점이 발생되지 않으며, 복수의 소스부(40a)(40b)가 포커싱부(50)에 대해 동시에 설치되어 각각 전자(E)를 방출할 수 있게 된다. The first and
제1설치홈(54)에 설치된 제1소스부(40a)가 탄소나노튜브(CNT)를 이용한 전계 방출 방식으로 전자(E)를 방출하며, 이때, 전자(E)는 경사진 제1경사면(52)에 의해 경사지게 애노드유닛(30)의 반사면(31)을 향해 전자(E)를 방출하게 된다. 참고로, 제2설치홈(55)에 제2소스부(40b) 또한, 제1소스부(40a)와 함께 또는 별도로 전자(E)를 방출할 수 있으며, 제2소스부(40b)의 전자(E) 방출 방식은 제1소스부(40a)와 동일하여 전자(E)의 방출율을 증대시킬 수 있다. 또는, 제2소스부(40b)의 전자(E)가 필라멘트를 이용한 열전자 방출 방식이 적용됨으로써, 제1소스부(40a)와 동시에 또는 별도로 전자(E)를 방출할 수도 있음은 당연하다. The
이렇게 엑스레이 소스유닛(20)으로부터 방출된 전자(E)는 애노드유닛(30)의 경사진 반사면(31)으로 안내되어 반사됨으로써, 광(L)으로 전환되어 몸체유닛(10)의 미도시된 윈도우를 통해 외부로 배출된다. The electrons E emitted from the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that
1: 엑스레이장치
10: 몸체유닛
20: 엑스레이 소스유닛
30: 애노드유닛
40: 소스부
40a: 제1소스
40b: 제2소스
50: 포커싱부
51: 포커싱 몸체
52: 제1경사면
53: 제2경사면
54: 제1설치홈
55: 제2설치홈
E: 전자1: X-ray device 10: Body unit
20: X-ray source unit 30: anode unit
40:
40b: second source 50: focusing part
51: focusing body 52: first inclined surface
53: second inclined surface 54: first installation groove
55: Second installation groove E: Electron
Claims (15)
상기 적어도 하나의 소스부가 각각 삽입되어 정렬되도록 상기 적어도 하나의 소스부에 각각 대응되는 형상을 가지는 적어도 하나의 설치홈이 마련되어, 상기 적어도 하나의 소스부로부터 발생된 상기 전자를 외부로 포커싱하는 포커싱부;
를 포함하는 엑스레이 소스유닛. At least one source portion for generating electrons; And
At least one mounting groove having a shape corresponding to each of the at least one source portion is arranged so that the at least one source portion is inserted and aligned, and a focusing portion for focusing the electron generated from the at least one source portion to the outside, ;
Ray source unit.
상기 적어도 하나의 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 발생시키는 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 1,
Wherein the at least one source portion generates electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system.
상기 적어도 하나의 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 각각 발생시키도록 복수개 마련되며,
상기 포커싱부는 상기 소스부의 개수에 대응되도록 상기 설치홈이 상면에 복수개 마련되는 컵 형상을 가지는 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 1,
Wherein the at least one source portion is provided to generate the electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system,
Wherein the focusing unit has a plurality of cup-shaped mounting grooves provided on the upper surface so as to correspond to the number of the source portions.
상기 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 각각 발생시키는 제1 및 제2소스부를 포함하며,
상기 포커싱부는,
컵 형상을 가지며, 상면에 상호 마주하여 V자 형상으로 연결되는 제1 및 제2경사면이 마련되는 포커싱 몸체; 및
상기 제1 및 제2소스부에 각각 대응되는 형상을 가지고 상기 제1 및 제2경사면에 각각 마련되어, 상기 제1 및 제2소스부가 삽입되어 정렬시키는 제1 및 제2설치홈;
을 포함하는 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 1,
The source portion includes first and second source portions for generating the electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system,
The focusing unit includes:
A focusing body having a cup shape and provided with first and second inclined surfaces which are mutually opposed to each other in a V-shape on an upper surface thereof; And
First and second mounting grooves provided on the first and second inclined surfaces respectively corresponding to the first and second source portions to insert and align the first and second source portions;
Ray source unit.
상기 적어도 하나의 설치홈에는 상기 소스부의 전극라인이 통과 가능한 라인홀이 관통 형성되는 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 1,
Wherein the at least one mounting groove is formed with a line hole through which the electrode line of the source unit can pass.
상기 적어도 하나의 소스부는,
음극의 전극을 인가하는 음전극;
상기 음전극에 적층되어 전자를 방출하는 에미터;
상기 에미터에 적층되어 에지효과를 방지하는 에미터 커버;
상기 에미터 커버에 적층되어 방출되는 상기 전자를 패터닝하는 패터닝 전극;
상기 에미터와 에미터 커버 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제1절연체;
상기 에미터 커버와 패터닝 전극 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제2절연체;
상기 음전극의 저면을 지지하는 제1지지체; 및
상기 제2절연체의 상부에 적층되며, 상기 전자가 방출되는 개구가 관통 형성되는 제2지지체;
를 포함하는 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 1,
Wherein the at least one source portion comprises:
A negative electrode for applying a negative electrode;
An emitter stacked on the cathode electrode to emit electrons;
An emitter cover laminated on the emitter to prevent an edge effect;
A patterning electrode for patterning the electrons deposited on the emitter cover and emitted;
A first insulator laminated between the emitter and the emitter cover for mutual insulation;
A second insulator laminated between the emitter cover and the patterning electrode and insulated from each other;
A first support for supporting a bottom surface of the negative electrode; And
A second support member stacked on the second insulator and having an opening through which electrons are emitted;
Ray source unit.
상기 음전극 및 패터닝 전극은 메쉬(Mesh) 형상을 가지는 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 6,
Wherein the negative electrode and the patterning electrode have a mesh shape.
상기 음전극으로부터 연장되는 음전극라인은 상기 제1지지체를 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결되며,
상기 패터닝 전극으로부터 연장되는 패터닝 전극라인은 상기 제2절연체, 에미터 커버, 제1절연체 및 제1지지체을 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결 가능한 엑스레이 소스유닛. The method according to claim 6,
A negative electrode line extending from the negative electrode is connected to the inside of the focusing unit through the first support member,
And a patterning electrode line extending from the patterning electrode is connected to the interior of the focusing unit through the second insulator, the emitter cover, the first insulator, and the first support.
상기 포커싱부의 상기 적어도 하나의 설치홈에는 상기 음전극라인 및 패터닝 전극라인이 통과 가능한 전극홀이 관통 형성되는 엑스레이 소스유닛.9. The method of claim 8,
And an electrode hole through which the negative electrode line and the patterning electrode line pass is formed in the at least one mounting groove of the focusing unit.
상기 몸체유닛의 내부에 마련되어, 전자를 방출하는 엑스레이 소스유닛; 및
상기 엑스레이 소스유닛과 마주하도록 상기 몸체유닛에 결합되어, 상기 전자와의 충돌에 의해 엑스선 또는 광을 발생시켜 상기 몸체유닛의 외부로 안내하는 애노드유닛;
을 포함하며,
상기 엑스레이 소스유닛은,
상기 전자를 발생시키는 적어도 하나의 소스부; 및
상기 적어도 하나의 소스부가 삽입 가능하도록 상기 적어도 하나의 소스부와 대응되는 형상을 가지는 적어도 하나의 설치홈이 마련되어, 상기 소스부로부터 발생된 전자를 외부로 포커싱하여 방출시키는 포커싱부;
를 포함하는 엑스레이장치. A hollow body unit having a space therein;
An X-ray source unit provided inside the body unit to emit electrons; And
An anode unit coupled to the body unit to face the x-ray source unit and generating an X-ray or light by collision with the electron to guide the X-ray source unit to the outside of the body unit;
/ RTI >
The x-
At least one source portion for generating the electrons; And
At least one mounting groove having a shape corresponding to the at least one source portion so that the at least one source portion can be inserted therein, the focusing portion for focusing and discharging electrons generated from the source portion to the outside;
Ray device.
상기 적어도 하나의 소스부는 필라멘트 기반의 열전자 방출 방식 및 탄소나노튜브(CNT) 기반의 전계 방출 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 상기 전자를 발생시키는 제1 및 제2소스부를 포함하며,
상기 적어도 하나의 설치홈은 상기 제1 및 제2소스부가 각각 삽입되는 제1 및 제2설치홈을 포함하는 엑스레이장치. 11. The method of claim 10,
Wherein the at least one source portion includes first and second source portions for generating electrons in at least one of a filament-based thermoelectron emission system and a carbon nanotube (CNT) -based field emission system,
Wherein the at least one mounting groove includes first and second mounting grooves into which the first and second source portions are respectively inserted.
상기 포커싱부는 컵 형상을 가지며, 상면에 V자 형상으로 연결되는 제1 및 제2경사면이 마련되며,
상기 제1 및 제2설치홈은 상기 제1 및 제2경사면에 각각 형성되는 엑스레이장치. 12. The method of claim 11,
The focusing unit has a cup shape and includes first and second inclined surfaces connected to the upper surface in a V-
And the first and second mounting grooves are formed on the first and second inclined surfaces, respectively.
상기 제1 및 제2설치홈에는 상기 제1 및 제2소스부의 전극라인이 통과 가능한 제1 및 제2라인홀이 각각 관통 형성되는 엑스레이장치. 12. The method of claim 11,
Wherein the first and second mounting grooves are respectively formed with first and second line holes through which the electrode lines of the first and second source portions can pass, respectively.
상기 적어도 하나의 소스부는,
음극의 전극을 인가하는 음전극;
상기 음전극에 적층되어 전자를 방출하는 에미터;
상기 에미터에 적층되어 에지효과를 방지하는 에미터 커버;
상기 에미터 커버에 적층되어 방출되는 상기 전자를 패터닝하는 패터닝 전극;
상기 에미터와 에미터 커버 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제1절연체;
상기 에미터 커버와 패터닝 전극 사이에 적층되어 상호 절연시키는 제2절연체;
상기 음전극의 저면을 지지하는 제1지지체; 및
상기 제2절연체의 상부에 적층되며, 상기 전자가 방출되는 개구가 관통 형성되는 제2지지체;
를 포함하는 엑스레이장치. 11. The method of claim 10,
Wherein the at least one source portion comprises:
A negative electrode for applying a negative electrode;
An emitter stacked on the cathode electrode to emit electrons;
An emitter cover laminated on the emitter to prevent an edge effect;
A patterning electrode for patterning the electrons deposited on the emitter cover and emitted;
A first insulator laminated between the emitter and the emitter cover for mutual insulation;
A second insulator laminated between the emitter cover and the patterning electrode and insulated from each other;
A first support for supporting a bottom surface of the negative electrode; And
A second support member stacked on the second insulator and having an opening through which electrons are emitted;
Ray device.
상기 음전극으로부터 연장되는 음전극라인은 상기 제1지지체를 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결되며,
상기 패터닝 전극으로부터 연장되는 패터닝 전극라인은 상기 제2절연체, 에미터 커버, 제1절연체 및 제1지지체을 통과하여 상기 포커싱부의 내부와 연결 가능한 엑스레이장치.15. The method of claim 14,
A negative electrode line extending from the negative electrode is connected to the inside of the focusing unit through the first support member,
And a patterning electrode line extending from the patterning electrode is connected to the inside of the focusing unit through the second insulator, the emitter cover, the first insulator, and the first support.
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