KR20240006099A

KR20240006099A - 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브

Info

Publication number: KR20240006099A
Application number: KR1020220082274A
Authority: KR
Inventors: 심장우; 안부민; 채태주; 김민규
Original assignee: 주식회사 나노엑스코리아
Priority date: 2022-07-05
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2024-01-15

Abstract

본 발명에 따른 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브는 절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체; 상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되어 상기 일측단부를 밀폐하고, 타겟이 결합된 애노드부; 상기 튜브 본체의 내부에 상기 애노드부와 대향하도록 배치되며, 에미터 칩이 내장된 칩 다이가 결합된 캐소드부; 및 절연 소재로 마련되어 상면에 상기 캐소드부가 배치되고, 상기 튜브 본체의 상기 타측단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 관통되는 베이스부를 포함하되, 상기 캐소드부는, 상기 전극 단자로부터 전류를 전달받으며, 상부에 상기 칩 다이가 고정되는 칩 거치 모듈; 및 상면이 지면과 소정의 각도를 이루는 육면체 형상으로 마련되어, 상면에 상기 칩 거치 모듈이 배치되고, 지면과 상기 칩 거치 모듈이 이루는 각도를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절하는 기울기 조절 블록을 포함한다.

Description

각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브 {X-RAY TUBE WITH ADJUSTABLE ANGLE}

본 발명은 에미터 칩의 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브에 관한 것이다.

일반적인 엑스레이 발생장치는 전자빔을 발생시키는 캐소드(음극)와 캐소드에서 나온 전자빔이 높은 운동에너지를 가지고 충돌하여 엑스레이를 발생시키는 애노드(양극)으로 구성된다.

즉, 엑스레이 발생장치의 출력은 캐소드에서 나오는 전자빔의 전류(관전류)와 캐소드와 애노드 사이에 인가되는 전압(관전압)에 비례한다.

이때 애노드에는 텅스텐, 몰리브데늄, 구리등의 원자번호가 높은 금속재질의 타겟을 형성하여 타겟에 부딪힌 전자가 타겟 원자들과의 전자기적 상호작용에 의한 가속을 겪으면서 엑스레이 복사를 방출한다.

또는, 타겟 원자에 속박된 전자들이 타겟으로 부딪히는 전자들과 운동량과 에너지를 교환함으로써 여기되었다가 기저상태로 복귀할 때 여기상태와 기저상태 사이의 에너지 차이에 해당하는 전자기복사를 방출하는 방식으로 엑스레이를 생성한다.

위와 같은 구성들이 동작하기 위해서 엑스레이 발생장치 내부는 진공 상태를 유지해야 하는데, 진공 상태를 유지하기 위해 위하여 마감부위가 브레이징(Brazing) 또는 웰딩(Welding) 용접을 통해 완전 밀봉되어 운영된다. 엑스레이 발생 장치가 완전 밀봉 상태로 운영 됨에 따라, 내부에 배치된 구성의 구조를 변경할 수 없으므로 캐소드(Cathode) 전극과 애노드(Anode) 전극 사이의 거리가 고정되어 촬영 대상체에 대한 초점의 크기를 조절 하는 것이 불가능하다.

이에 따라, 엑스레이 발생 장치의 화질을 향상시키기 위한 구조적 변경을 적용할 수 없다는 단점이 있으므로 이를 해결하기 위한 구조가 요구된다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기울기 조절 블록을 이용하여 촬영 대상체에 대한 실효초점의 크기를 조절할 수 있는 엑스레이 튜브를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 높이 조절 블록을 이용하여 실초점을 조절할 수 있는 엑스레이 튜브를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상부 및 하부 클램프를 통해 마감 부위를 밀봉하여 용이하게 마감 부위를 개방할 수 있는 엑스레이 튜브를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하의 설명으로부터 본 발명의 또 다른 기술적 과제들이 도출될 수 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 튜브는절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체; 상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되어 상기 일측단부를 밀폐하고, 타겟이 결합된 애노드부; 상기 튜브 본체의 내부에 상기 애노드부와 대향하도록 배치되며, 에미터 칩이 내장된 칩 다이가 결합된 캐소드부; 및 절연 소재로 마련되어 상면에 상기 캐소드부가 배치되고, 상기 튜브 본체의 상기 타측단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 관통되는 베이스부를 포함하되, 상기 캐소드부는, 상기 전극 단자로부터 전류를 전달받으며, 상부에 상기 칩 다이가 고정되는 칩 거치 모듈; 및 상면이 지면과 소정의 각도를 이루는 육면체 형상으로 마련되어, 상면에 상기 칩 거치 모듈이 배치되고, 지면과 상기 칩 거치 모듈이 이루는 각도를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절하는 기울기 조절 블록을 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 튜브용 캐소드부는, 절연소재로 마련되고, 전극 단자가 연결되며, 상부에 에미터 칩이 내장된 칩 다이가 고정되는 칩 거치 모듈; 상면이 지면과 소정의 각도를 이루는 육면체 형상으로 마련되어, 상면에 상기 칩 거치 모듈이 배치되고, 지면과 상기 칩 거침 모듈이 이루는 각도를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절하는 기울기 조절 블록; 상기 기울기 조절 블록의 하부에 배치되고, 상기 기울기 조절 블록의 수직 높이를 조절하여 실초점을 조절하는 적어도 하나 이상의 높이 조절 블록; 및 상기 칩 거치 모듈의 상부에 배치되고, 상기 에미터 칩으로부터 방출된 전자빔을 집속시키는 포커싱부를 포함한다.

본 발명에 따르면 기울기 조절 블록을 통해 실효 초점을 조절할 수 있고, 높이 조절 블록의 높이 또는 개수를 변경하여 실초점의 크기를 조절할 수 있어, 소초점 및 대전류를 구현하여 화질을 향상시킬 수 있다.

또한, 상부 및 하부 클램프를 통해 튜브 본체를 개방할 수 있어, 내부 구성을 용이하게 교체할 수 있다.

본 발명의 효과들은 상술한 효과들로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 이해되는 모든 효과들을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실예에 따른 엑스레이 튜브의 사시도이다.
도 2는 도1에 도시된 엑스레이 튜브의 단면도이다.
도 3은 캐소드부와 밀폐부가 결합 구조의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 결합 구조의 분해 단면도이다.
도 5는 실초점 및 실효 초점을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 튜브의 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에 나타난 각 구성요소의 크기, 형태, 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 명세서 전체에 대하여 동일/유사한 부분에 대해서는 동일/유사한 도면 부호를 붙였다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 등은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결 (접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(구비 또는 마련)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(구비 또는 마련)"할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 나타내는 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 구성 요소들의 순서나 관계를 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 튜브의 사시도이고, 도 2는 도1에 도시된 엑스레이 튜브의 단면도이다.

도 1 및 도2를 참조하면, 엑스레이 튜브(100)는 튜브 본체(110), 애노드부(120), 캐소드부(130) 및 베이스부(140) 를 포함한다.

튜브 본체(110)는 절연소재로 마련되어 내부에 소정의 공간(110a)이 형성되고, 마감 부위를 밀봉하는 상부 클램프(111) 및 하부 클램프(112)를 포함한다. 상부 클램프(111)는 튜브 본체(110)의 상부면(113) 및 애노드부(120)와 결합되어 애노드부(120)를 상부면(113)에 밀착시킨다. 여기서, 상부면(113)에는 상부 실링홈(113a)이 형성되고, 밀폐력을 높이는 실링부재(10)가 삽입된다.

그리고, 하부 클램프(112)는 튜브 본체(110)의 하부면(114) 및 밀폐부(140)와 결합되어 밀폐부(140)를 하부면(114)에 밀착시킨다. 상부면(113)과 마찬가지로 하부면(114)에는 하부 실링홈(114a)이 형성되고, 실링부재(10)가 삽입된다. 여기서, 실링부재(10)는 고무 또는 금속으로 이루어진 오링(O-ring)으로 마련될 수 있다.

위와 같이, 상부 클램프(111) 및 하부 클램프(112)를 통해 마감 부위가 밀봉된 튜브 본체(110)는 애노드부(120)를 교체하거나, 내부 공간(110a)에 배치된 캐소드부(130)의 구성을 교체할 때, 상부 클램프(111) 또는 하부 클램프(112)의 결합을 해제하여 용이하게 구성을 교체할 수 있다.

애노드부(120)는 튜브 본체(110)의 일측단부에 배치되며, 타겟(미도시)이 결합된다. 애노드부(120)는 전기 전도성과 열 전도성이 높은 금속으로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 무산소 동(OFC: Oxygen-Free Copper)에 텅스텐(W) 및 몰리브데늄(Mo) 등과 같은 원자 번호가 높은 금속을 브레이징(Brazing) 접합한 합금으로 이루어질 수도 있고, 철-니켈-코발트 합금으로 이루어진 코바(KOVAR) 합금으로 이루어질 수도 있다 코바 합금은 세라믹의 열팽창계수와 유사한 열팽창계수를 갖도록 조제되어 세라믹으로 형성된 절연체와의 접합을 형성하는데 유리하고 무산소동은 높은 전기전도성과 열전도성으로 인해 타겟(미도시)에서 발생하는 열을 방출하는데 유리하다.

한편, 애노드부(120)는 회전형 전극으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 애노드부(120)는 회전형 전극에 구비된 타겟(미도시)과 이를 지지하는 로터(미도시) 및 회전축(미도시)으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 엑스선 발생시 타겟(미도시)이 회전함으로써 전자빔 충돌영역이 원형 트랙으로 형성되어 높은 출력의 엑스선을 발생시킬 수 있다. 또한, 애노드부(120)의 전자빔 충돌부위에는 타겟(미도시)이 애노드부(120)와 접합하도록 형성될 수 있다.

여기서, 타겟(미도시)은 용융점이 높고, 원자번호가 높은 원소로 형성된 물질로 전자빔이 충돌하면 높은 효율로 엑스레이를 발생시킬 수 있다. 타겟(미도시)은 텅스텐 등의 재료로 형성될 수 있다. 예시적으로 타겟(미도시)은 투과형 또는 반사형으로 형성될 수 있다.

반사형의 경우, 튜브 본체(110)에는 내부에서 외부로 방출되는 엑스선의 출입구인 윈도우가 형성될 수 있다. 예를 들어 윈도우는 베릴륨, 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 윈도우가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스선만 방출되도록 필터링될 수 있다. 반면, 윈도우가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다.

애노드부(120)는 둘레에 튜브 본체(110)의 외측면으로 절곡된 플랜지(121)를 포함할 수 있다. 이와 같은 플랜지(121)는 열팽창계수가 튜브 본체(110)의 재료와 비슷한 KOVAR 등의 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 플랜지(121)를 통해 튜브 본체(110)와 애노드부(120)가 접합하는 경우, 접합부위가 고온과 저온 사이의 폭넓은 온도변화에도 접합의 완전성과 진공 기밀성이 유지될 수 있다.

도 3은 캐소드부와 베이스부의 결합 구조의 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 결합 구조의 분해 단면도이다.

이후, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 캐소드부(130)와 베이스부(140)를 설명한다. 먼저, 캐소드부(130)는 튜브 본체(110)의 타측 단부에 애노드부(120)와 대향하도록 배치되며, 칩 다이(131), 칩 거치 모듈(132), 기울기 조절 블록(133), 높이 조절 블록(134) 및 포커싱부(135)를 포함한다.

칩 다이(131)는 판 상형의 직육면체 형상으로 마련되고, 상면에 복수의 전극 단자를 포함하고, 에미터 칩(131a)이 결합되어 복수의 전극 단자와 연결된다. 여기서, 에미터 칩(131a)은 음극 전자를 발생시키고, 방출되는 전자의 궤적을 조절하는 전극이다. 에미터 칩은 필드 에미터 어레이(field emitter arrays, FEA)로 구성되는 것으로, 스핀트(Spindt) 형으로 형성된 것일 수 있다. 또한, 에미터 칩(131a)은 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

칩 거치 모듈(132)은 절연체로 마련되고, 상면에 칩 다이(131)가 고정된다. 칩 다이(131)를 고정하기 위해 칩 거치 모듈(132)은 상면에 칩 다이(131) 가 안착되는 안착홈(미도시)이 형성된다.

그리고, 칩 거치 모듈(132)은 적어도 하나 이상의 제1 전극핀(136)을 포함한다. 제1 전극핀(136)은 안착홈(미도시)에 형성된 적어도 하나 이상의 제1 삽입홀(미도시) 각각에 삽입되어 배치되고, 전극 단자(150)로부터 공급되는 전류를 칩 다이(131)로 전달한다. 제1 전극핀(136)의 일측은 칩 다이(131)의 전극 단자와 연결되고, 타측은 기울기 조절 블록(133)의 제2 전극핀(137)과 연결된다. 여기서, 제1 전극핀(136)은 포고핀(Pogo Pin)으로 마련될 수 있다. 또한, 칩 거치 모듈(132)에는 적어도 하나 이상의 제1 관통홀 (132a)이 형성되는데, 제1관통홀(132a)에는 베이스부(140)의 가이드 기둥(141)이 관통되어 삽입된다.

기울기 조절 블록(133)은 상면이 지면과 소정의 각도를 이루는 육면체 형상으로 마련되어 상면에 칩 거치 모듈(132)이 배치되고, 지면과 칩 거치 모듈(132)이 이루는 각도를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절한다. 도 5를 참조하여 실효 초점을 설명하면, 실효 초점은 실초점을 수직면상으로 투영한 면적으로, 실효 초점의 면적에 따라 촬영된 사진의 화질이 결정된다. 실효 초점의 크기가 작아질수록 촬영된 사진의 화질이 상대적으로 좋고, 크기가 커질수록 상대적으로 화질이 좋지 않다. 실효 초점의 크기는 애노드부(130)의 타겟(미도시)과 캐소드부(130)의 칩 다이(131)가 평행할 때 최소가 될 수 있다.

여기서, 기울기 조절 블록(133)의 상면과 지면이 이루는 각도는 애노드부(120)의 타겟(미도시)과 지면이 이루는 각도 이하로 형성된다. 기울기 조절 블록(133)의 상면과 지면이 이루는 각도는 최대 애노드부(120)의 타겟(미도시)과 지면이 이루는 각도와 같고, 이때 타겟(미도시)과 칩 다이(131)는 서로 평행한 상태가 되어 실효 초점의 면적이 최소가 된다. 이와 같이, 지면과 칩 거치 모듈(132)이 이루는 각도는 예각 범위를 갖도록 하고, 바람직하게는 5도 ~ 60도 범위에서 형성되도록 한다.

그리고, 기울기 조절 블록(133)은 적어도 하나 이상의 제2 전극핀(137)을 포함한다. 제2 전극핀(137)은 기울기 조절 블록(133)을 수직으로 관통하는 적어도 하나 이상의 제2 삽입홀(미도시) 각각에 삽입되고, 전극 단자(150)로부터 공급되는 전류를 제1 전극핀(136)으로 전달한다. 또한, 기울기 조절 블록(133)에는 적어도 하나 이상의 제2 관통홀(133a)이 형성되는데, 제2관통홀(133a)에는 베이스부(140)의 가이드 기둥(141)이 관통되어 삽입된다. 기울기 조절 블록(133)이 소정의 각도를 가짐에 따라, 제 2 전극핀(137)은 직선형이 아닌, 소정 형상의 절곡된 구조가 포함될 수 있다. 기울기 조절 블록(133)이 제공하는 각도 또는 형상에 의해, 제 1 전극핀(136)의 연장 방향과, 제 3 전극핀(138)의 연장 방향이 서로 상이하므로, 이를 정렬시키기 위해, 제 2 전극핀(137)은 절곡된 형태로 구성될 수 있다.

이어서, 높이 조절 블록(134)은 하나 또는 복수로 구비되어 기울기 조절 블록(133)의 하부에 배치된다. 높이 조절 블록(134)의 개수에 따라 칩 다이(131)와 애노드부(120) 사이의 거리를 조절하여 실초점을 조절할 수 있다. 도 5를 참조하여 실초점을 설명하면, 실초점은 캐소드부(130)에서 방출된 전자가 애노드부(120)의 타겟(T)에 충돌되는 면적으로, 실초점의 크기는 칩 다이(131)와 타겟(T) 사이의 거리에 따라 조절된다. 칩 다이(131)와 타겟(T)의 거리가 상대적으로 가까우면 실초점의 크기는 작아지고, 칩 다이(131)와 타겟(T)의 거리가 상대적으로 가까우면 실초점의 크기는 커진다. 그리고, 실초점은 실효 초점의 크기에 영향을 주는데, 실효 초점 = 실초점*sin

의 수식으로 계산될 수 있다. 따라서, 실초점의 크기를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절할 수 있다.

또한, 높이 조절 블록(134)은 적어도 하나 이상의 제3 전극핀(138)을 포함한다. 제3전극핀(138)은 높이 조절 블록(134)을 수직으로 관통하는 적어도 하나이상의 제3 삽입홀(미도시) 각각에 삽입되어 배치되고, 전극 단자(150)로부터 공급되는 전류를 제2 전극핀(137)으로 전달한다.

그리고, 높이 조절 블록(134)이 복수로 구비되는 경우, 각 높이 조절 블록(134)은 수직 방향을 따라 적층되는 구조를 가지는데, 각 높이 조절 블록(134)의 높이는 동일하거나 다를 수 있다. 높이 조절 블록(134)이 복수로 구비되어 적층된 경우, 최하층에 배치된 높이 조절 블록(134)의 제3 전극핀(138)을 통해 전극 단자(150)로부터 전류를 공급받고, 최하층과 최상층 사이에 배치된 높이 조절 블록(134)들의 제3전달핀(138)을 통해 전류를 전달하여 최상층에 배치된 높이 조절 블록(134)의 제3 전달 핀(138)을 통해 제2 전극핀(137)으로 전류를 전달할 수 있다. 또한, 높이 조절 블록(134)에는 적어도 하나 이상의 제3 관통홀(134a)이 형성되는데, 제3관통홀(134a)에는 베이스부(140)의 가이드 기둥(141)이 관통되어 삽입된다.

여기서, 칩 다이(131)에 전류를 공급하는 구성은 제1 전극핀(136), 제2 전극핀(137) 및 제3 전극핀(138)을 이용하는 구성에 한정되는 것은 아니며, 제1전극핀(136), 제2 전극핀(137) 및 제3 전극핀(138)을 이용하지 않고, 제1 삽입홀(미도시), 제2 삽입홀(미도시) 및 제3 삽입홀(미도시)에 전극 단자(150)가 삽입되어 칩 다이(131)에 직접적으로 전류를 공급할 수도 있다.

그리고, 포커싱부(135)는 칩 거치 모듈(132)의 상부에 배치되고, 에미터 칩으로부터 방출되는 전자빔을 애노드부(120)로 집속시킨다. 포커싱부(135)는 일반적으로 홀 형태를 사용하여 제작되거나, 렌즈 위에 한층 또는 여러 층의 그래핀을 전사하여 제작될 수 있다. 또한, 포커싱부(135)는 2개 이상 사용될 수 있다.

추가적으로, 캐소드부(130)는 연결 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 연결 수단(미도시)은 칩 거치 모듈(132)과 기울기 조절 블록(133), 기울기 조절 블록(133)과 높이 조절 블록(134), 한 쌍의 높이 조절 블록(134) 및 높이 조절 블록(134)과 베이스부(140)의 가이드 돌기(미도시)를 서로 연결한다. 연결 수단(미도시)을 통해 캐소드부(130)의 각 구성을 결합할 수 있고, 캐소드부(130)와 베이스부(140)를 1차적으로 결합할 수 있다.

베이스부(140)는 절연 소재로 마련되어 상면에 캐소드부(130)가 배치되고, 튜브 본체(110)의 타측 단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자(150)가 관통된다. 여기서, 베이스부(140)의 상부면은 소정 두께의 금속층이 적층된 것이고, 절연 소재는 세라믹으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 유리 또는 실리콘 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다.

위와 같은 구조를 구성하기 위해 베이스부(140)는 가이드 돌기(미도시) 및 가이드 기둥(141)를 포함한다. 가이드 돌기(미도시)는 튜브 본체(110)의 내측으로 돌출되고, 기울기 조절 블록(133) 또는 높이 조절 블록(134)이 배치되는 위치를 가이드한다. 기울기 조절 블록(133) 또는 높이 조절 블록(134)이 가이드 돌기(미도시)에 안착되면, 캐소드부(130)의 연결 수단(미도시)에 의해 가이드 돌기(미도시)와 기울기 조절 블록(133) 또는 높이 조절 블록(134)이 고정된다.

가이드 기둥(141)은 적어도 하나 이상으로 구비되고, 칩 거치 모듈(132), 기울기 조절 블록(133) 및 적어도 하나 이상의 높이 조절 블록(134)을 관통하여 칩 거치 모듈(132), 기울기 조절 블록(133) 및 적어도 하나 이상의 높이 조절 블록(134)과 결합되고, 칩 거치 모듈(132), 기울기 조절 블록(133) 및 적어도 하나 이상의 높이 조절 블록(134)의 정렬을 가이드한다. 그리고, 가이드 기둥(141)은 캐소드부(130)의 포커싱부(135)를 관통하여 체결 수단(미도시)에 의해 포커싱부(135)와 결합되어 2차적으로 캐소드부(130)와 베이스부(140)를 결합한다. 이를 통해 캐소드부(130)와 베이스부(140)가 하나의 모듈로 구성될 수 있다. 이렇게, 본 발명의 엑스레이 튜브(100)는 연결 수단(미도시)와 체결 수단(미도시)을 통해 캐소드부(130)와 밀폐부(140)를 하나의 모듈로 구성하여 칩 거치 모듈(132), 기울기 조절 블록(133) 및 높이 조절 블록(134) 중 어느 하나 이상의 구성을 변경할 때, 용이하게 변경할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 튜브의 단면도이다.

도 6에 도시된 것처럼, 애노드부(120)의 타겟 거치부(122)의 형상 또는 배치된 위치에 따라 타겟(미도시)과 칩 다이(131)가 평행하게 배치될 수 있도록, 튜브 본체(110) 내부에서 캐소드부(130)의 위치를 조정하거나, 기울기 조절 블록(133)의 기울기 다르게 구성하여 칩 다이(131)의 기울기를 조정할 수 있고, 높이 조절 블록(134)의 개수 또는 높이를 조절하여 타겟(미도시)과 칩 다이(131)의 거리를 조절할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술한 설명을 기초로 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 튜브 본체
120: 애노드부
130: 캐소드부
131: 칩 다이
132: 칩 거치 모듈
133: 기울기 조절 블록
134: 높이 조절 블록
135: 포커싱부
140: 베이스부
150: 전극 단자

Claims

엑스레이 튜브에 있어서,
절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체;
상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되어 상기 일측단부를 밀폐하고, 타겟이 결합된 애노드부;
상기 튜브 본체의 내부에 상기 애노드부와 대향하도록 배치되며, 에미터 칩이 내장된 칩 다이가 결합된 캐소드부; 및
절연 소재로 마련되어 상면에 상기 캐소드부가 배치되고, 상기 튜브 본체의 상기 타측단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 관통되는 베이스부를 포함하되,
상기 캐소드부는,
상기 전극 단자로부터 전류를 전달받으며, 상부에 상기 칩 다이가 고정되는 칩 거치 모듈; 및
상면이 지면과 소정의 각도를 이루는 육면체 형상으로 마련되어, 상면에 상기 칩 거치 모듈이 배치되고, 지면과 상기 칩 거치 모듈이 이루는 각도를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절하는 기울기 조절 블록을 포함하는, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제1항에 있어서,
상기 기울기 조절 블록의 상면과 상기 지면이 이루는 각도는,
상기 애노드부의 상기 타겟과 상기 지면이 이루는 각도 이하인, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제1항에 있어서,
상기 캐소드부는,
상기 기울기 조절 블록의 하부에 배치되고, 상기 기울기 조절 블록의 수직 높이를 조절하여 실초점을 조절하는 적어도 하나 이상의 높이 조절 블록을 더 포함하는, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제3항에 있어서,
상기 높이 조절 블록이 복수로 구비되는 경우, 각 높이 조절부는 수직 방향을 따라 적층되는 구조를 가지며, 각 높이 조절부의 높이는 동일하거나 상이한 것인, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제3항에 있어서,
상기 칩 거치 모듈은,
상면에 상기 칩 다이가 안착되는 안착홈이 형성되고,
상기 전극 단자로부터 공급되는 전류를 상기 칩 다이로 공급하는 적어도 하나 이상의 제1 전극핀을 포함하는, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제5항에 있어서,
상기 기울기 조절 블록은,
상기 전극 단자로부터 공급되는 전류를 상기 제1 전극핀으로 전달하는 적어도 하나 이상의 제2 전극핀을 포함하는, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제6항에 있어서,
상기 높이 조절 블록은,
상기 전극 단자로부터 공급되는 전류를 상기 제2전극핀으로 전달하는 적어도 하나 이상의 제3 전극핀을 포함하고,
상기 제3 전극핀은,
복수의 높이 조절 블록의 적층을 가이드하는, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제3항에 있어서,
상기 베이스부는,
상기 칩 거치 모듈, 상기 기울기 조절 블록 및 상기 높이 조절 블록을 관통하여 상기 칩 거치 모듈, 상기 기울기 조절 블록 및 상기 높이 조절 블록과 결합되고, 상기 칩 거치 모듈, 상기 기울기 조절 블록 및 상기 높이 조절 블록의 정렬을 가이드하는 적어도 하나 이상의 가이드 기둥을 더 포함하고,
상기 칩 거치 모듈, 상기 기울기 조절 블록 및 상기 높이 조절 블록은,
상기 가이드 기둥이 삽입되는 적어도 하나 이상의 관통홀이 형성된, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제1항에 있어서,
상기 튜브 본체는,
상부면에 실링부재가 삽입되는 상부 실링홈이 형성되고,
상기 튜브 본체의 상부면과 상기 애노드부와 결합되어 상기 애노드부를 상기 튜브 본체의 상부면에 밀착시켜 고정하는 상부 클램프를 포함하는, 각도 조절이 가능한 엑스레이 튜브.
제1항에 있어서,
하부면에 실링부재가 삽입되는 하부 실링홈이 형성되고,
상기 튜브 본체의 하부면 및 상기 밀폐부와 결합되어 상기 밀폐부를 상기 튜브 본체의 하부면에 밀착시키는 하부 클램프를 포함하는, 엑스레이 튜브.
엑스레이 튜브용 캐소드부에 있어서,
절연소재로 마련되고, 전극 단자가 연결되며, 상부에 에미터 칩이 내장된 칩 다이가 고정되는 칩 거치 모듈;
상면이 지면과 소정의 각도를 이루는 육면체 형상으로 마련되어, 상면에 상기 칩 거치 모듈이 배치되고, 지면과 상기 칩 거침 모듈이 이루는 각도를 조절하여 실효 초점의 크기를 조절하는 기울기 조절 블록;
상기 기울기 조절 블록의 하부에 배치되고, 상기 기울기 조절 블록의 수직 높이를 조절하여 실초점을 조절하는 적어도 하나 이상의 높이 조절 블록; 및
상기 칩 거치 모듈의 상부에 배치되고, 상기 에미터 칩으로부터 방출된 전자빔을 집속시키는 포커싱부를 포함하는, 엑스레이 튜브용 캐소드부.
제11항에 있어서,
상기 기울기 조절 블록의 상면과 상기 지면이 이루는 각도는,
상기 애노드부의 상기 타겟과 상기 지면이 이루는 각도 이하인, 엑스레이 튜브용 캐소드부.
제11항에 있어서,
상기 높이 조절 블록이 복수로 구비되는 경우, 각 높이 조절 블록은 수직 방향을 따라 적층되는 구조를 가지며, 각 높이 조절 블록의 높이는 동일하거나 상이한 것인, 엑스레이 튜브용 캐소드부.
제11항에 있어서,
상기 칩 거치 모듈은,
상면에 상기 칩 다이가 안착되는 안착홈이 형성되고,
상기 전극 단자로부터 공급되는 전류를 상기 칩 다이로 전달하는 적어도 하나 이상의 제1 전극핀을 포함하고,
상기 기울기 조절 블록은,
상기 전극 단자로부터 공급되는 전류를 상기 제1 전극핀으로 전달하는 적어도 하나 이상의 제2 전극핀을 포함하며,
상기 높이 조절 블록은,
상기 전극 단자로부터 공급되는 전류를 상기 제2전극핀으로 전달하는 적어도 하나 이상의 제3 전극핀을 포함하는, 엑스레이 튜브용 캐소드부.