KR20240041383A - 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스레이의 방출에 따른 피폭량을 줄이면서 콘트라스트를 높일 수 있으며, 렌즈의 제조단가를 낮추면서, 생산성을 높일 수 있는 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것이다.
또한, 엑스레이 튜브의 하우징 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부와 상기 차폐부에 외주면에 형성되는 렌즈부와 상기 렌즈부의 표면에 형성되는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브{X-ray tube with a ceramic lens formed with a coating layer}

본 발명은 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엑스레이의 방출에 따른 피폭량을 줄이면서 콘트라스트를 높일 수 있으며, 렌즈의 제조단가를 낮추면서, 생산성을 높일 수 있는 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것이다.

엑스레이(X-ray)는 전자의 충돌에 의해 방출되는 강한 복사선으로 투과성이 우수하기 때문에 신체나 물체의 내부를 관찰하기 위한 영상기기로 널리 사용되고 있으며, 이러한 엑스레이는 엑스레이 튜브(X-ray tube)를 통해 발생된다.

이러한 엑스레이 튜브는 한국공개특허 제10-2017-0025701호 "정렬성이 향상된 초소형 엑스선관 및 이를 위한 정렬 장치"와 같이 음극(캐소드, cathode)은 텅스텐 필라멘트로 형성되며, 전류에 의해 가열되어 열 전자를 방출시킨다.

이에 대하여, 수만 볼트 이상의 고전압이 엑스레이 튜브의 양극(아노드, anode)에 인가되면, 음극에서 방출된 전자류가 고속으로 양극을 향해서 운동하여 충돌하였을 때 가지고 있는 에너지를 X선으로 방출하게 된다.

최근에는 탄소나노튜브(CNT) 등의 나노 구조물을 이용한 CNT 냉음극 엑스레이 튜브에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 엑스레이 튜브에는 별도의 렌즈가 가공되어 배치되는데, 렌즈의 가공 및 배치를 위한 별도의 공정이 필요하고, 렌즈를 틀어짐 없이 정위치시키기 위해 노력이 필요한 문제점이 있었다.

또한, 엑스레이 촬영시 환자의 피폭량을 줄이면서, 콘트라스트를 높이기 위해 필터를 설치하게 되는데, 필터의 설치에 대한 번거로움과 제조단가 상승 등의 문제점이 있었다.

이에 따라, 렌즈 설치의 번거로움을 줄이면서 별도의 필터 설치에 따른 번거로움을 줄이기 위한 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.

한국공개특허 제10-2017-0025701호 "정렬성이 향상된 초소형 엑스선관 및 이를 위한 정렬 장치"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 엑스레이의 방출에 따른 피폭량을 줄이면서 콘트라스트를 높이면서, 렌즈의 제조단가를 낮추기 위한 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고전압 아노드와 하우징 사이의 아킹을 방지하기 위한 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브는 엑스레이 튜브의 하우징 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부와 상기 차폐부에 외주면에 형성되는 렌즈부와 상기 렌즈부의 표면에 형성되는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코팅층은 증착을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코팅층은 Al, Cu 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 의하면, 세라믹 렌즈에 직접적으로 Al 코팅층이 형성되어 엑스레이의 방출에 따른 피폭량을 줄이면서 콘트라스트를 높이고, 렌즈의 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 의하면, 상단 외측 가장자리를 따라 돌출되도록 연장된 확장 절연부를 통해 내측의 아노드를 외측 하우징으로부터 공간을 분리하여 고전압 아노드와 하우징 사이의 아킹을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 종단면을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 확대 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예에 따른 종단면을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예를 확대 도시한 도면.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 종단면을 도시한 단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 확대 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예에 따른 종단면을 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예를 확대 도시한 도면이다.

도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브는 엑스레이 튜브(10)의 하우징(1) 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부(2)와 상기 차폐부(2)에 외주면에 형성되는 렌즈부(8)와 상기 렌즈부(8)의 표면에 형성되는 코팅층을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 코팅층은 증착을 통해 형성됨이 바람직하며, 상기 코팅층은 Al, Cu 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 엑스레이 튜브(10)의 하우징(1) 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부(2)와 상기 차폐부(2)에 외주면에 형성되는 렌즈부(8)를 포함하며, 상기 차폐부(2)와 렌즈부(8)는 세라믹 재질의 일체형 구조를 가지도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 렌즈부(8)는 차폐부(2)의 표면으로부터 소정의 깊이로 음각으로 형성됨이 바람직하다.

또한, 엑스레이 튜브(10)의 하우징(1) 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 중공의 차폐부(2)와 상기 차폐부(2)의 상단 내측으로 중심에 배치되는 아노드(3)와 차폐부(2) 사이를 밀봉시키는 코바(kovar) 재질의 밀봉결합부(4)와 상기 차폐부(2)의 상단 외측 가장자리를 따라 상부로 소정의 높이만큼 돌출되도록 연장되어 밀봉결합부(4)의 외주면이 노출되지 않도록 감싸는 확장 절연부(5)를 포함하도록 구성될 수도 있다.

이때, 상기 확장 절연부(5)는 차폐부(2)에 올려진 상태로 브레이징되는 밀봉결합부(4)의 높이보다 높은 높이를 가지도록 돌출되어 밀봉결합부(4) 및 아노드(3)가 위치하는 내측과 하우징(1)이 위치하는 외측의 공간을 물리적으로 분리함으로써, 고전압 아노드(3)와 하우징(1)과의 아킹을 방지하게 된다.

바람직하기로는 상기 확장 절연부(5)는 차폐부(2)에 올려진 밀봉결합부(4)의 높이보다 1.5배 이상 높은 높이를 가지도록 돌출됨이 바람직하다.

다만, 확장 절연부(5)의 두께는 차폐부(3)의 상단 내측에 밀봉결합부(4)가 올려지는 영역을 고려하여 차폐부(3)의 두께보다 얇게 구성됨이 바람직하다.

특히, 상기 확장 절연부(5)가 밀봉결합부(4)의 외주면을 지지하여 차폐부(3)의 중심에 위치시킴으로써, 밀봉결합부(4)의 위치가 항상 일정하게 유지된 상태에서 밀봉결합부(4)를 차폐부(3)의 상단에 고정시키는 브레이징 작업을 실시할 때, 밀봉결합부(4)의 위치가 틀어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 밀봉결합부(4)의 가장자리를 따라 브레이징되는 면적이 밀봉결합부(4)의 가장자리를 따라 전체적으로 일정함으로써, 일정한 결합력 및 진공 밀폐력을 유지할 수 있게 된다.

즉, 센터를 잡기위한 별도의 공정없이 쉽게 중심에 위치시킨 후 브레이징을 실시할 수 있으며, 브레이징되는 면적이 어느 한쪽으로 치우치는 것을 효과적으로 방지하여 고르게 브레이징되도록 작업을 진행할 수 있다.

또한, 상기 차폐부(2) 자체가 방사선 차폐의 기능을 수행하나, 차폐부(2)를 감싸는 납 소재의 차폐부재를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

다른 실시예로써, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 차폐부(3)는 상단에 내측으로 돌출된 지지단(7)이 형성되고, 차폐부(3)의 상단에 올려지는 밀봉결합부(4)가 지지단(7)에서부터 차폐부(3) 상단까지 보다 넓은 면적에 걸쳐지도록 배치되어 지지단(7)에 걸쳐지는 면적까지 보다 넓은 면적으로 브레이징되도록 실시될 수도 있다.

이와 같이, 상기 지지단(7)은 밀봉결합부(4)가 브레이징될 수 있는 영역을 보다 넓은 면적으로 제공함으로써, 밀봉결합부(4)가 보다 넓은 면적에 걸쳐 브레이징됨으로써 밀봉결합부(4)와 차례부(3) 사이의 결합력을 향상시키고, 보다 높은 진공 밀폐력을 제공할 수 있다.

또한, 상기 차폐부(3)의 상부로 돌출되는 확장 절연부(5)는 내주면을 따라 결합되는 링형태의 보조 절연부(6)를 더 포함하도록 구성될 수 있으며, 보조 절연부(6)는 밀봉결합부(4)의 가장자리를 일부 덮어 고전압 아노드(3)와 하우징(1)과의 아킹을 보다 효율적으로 방지하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 하우징
2 : 차폐부
3 : 아노드
4 : 밀봉결합부
5 : 확장 절연부
6 : 보조 절연부
7 : 지지단
10 : 엑스레이 튜브
11 : 절연체
12 : 차폐부재

Claims (3)

1. 엑스레이 튜브의 하우징 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부와;
   상기 차폐부에 외주면에 형성되는 렌즈부와;
   상기 렌즈부의 표면에 형성되는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는
   코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 코팅층은
   증착을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는
   코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 코팅층은
   Al, Cu 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
   코팅층이 형성된 세라믹 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.