KR20240047733A - 멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치 - Google Patents

멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치 Download PDF

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KR20240047733A
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Abstract

본 발명은 멀티 엑스선 소스의 출력을 제어하는 멀티 엑스선 소스 구동장치에 관한 것으로, 에미터가 구비된 캐소드 전극, 타겟이 구비된 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 구비된 게이트 전극을 각각 포함하는 멀티 엑스선 소스와; 상기 복수의 애노드 전극과 상기 복수의 캐소드 전극에 각각 공통의 애노드 전압과 공통의 캐소드 전압을 공급하는 제1전원공급부와; 상기 복수의 게이트 전극 중 적어도 하나에 게이트 전압을 공급하는 적어도 하나의 제2전원공급부와; 상기 적어도 하나의 제2전원공급부를 제어해서 상기 멀티 엑스선 소스 중 적어도 하나로부터의 엑스선 출력을 제어하는 컨트롤러;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치{Multi-X-ray source driving device and X-ray generator using the same}
본 발명은 엑스선 소스 구동장치에 관한 것으로, 특히 멀티 엑스선 소스의 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치에 관한 것이다.
엑스선 촬영장치는 일정량의 엑스선을 촬영대상에 조사하고, 촬영대상을 투과한 엑스선을 엑스선 센서로 감지하여, 감지된 전기적 신호를 바탕으로 촬영대상의 내부고조에 대한 엑스선 영상을 구현하는 장치를 말한다.
이러한 엑스선 촬영장치는 엑스선을 생성 및 조사하는 엑스선 발생장치를 포함하고, 엑스선 발생장치는 엑스선 소스(엑스선 튜브 또는 엑스선 관이라고도 함) 및 이의 구동장치를 포함한다. 엑스선 발생장치는 의료, 치과용이나 비파괴 검사용, 화학분석용 등 다양한 검사장치(진단장치)에 사용되고 있다.
엑스선 소스는 전자 방출원으로 텅스텐 소재의 필라멘트를 가열하여 전자를 방출시키고, 방출된 전자를 애노드 전극측의 타겟에 충돌시켜 엑스선을 발생시키는 열음극 방식의 구조를 갖는 것이 일반적이었으나, 최근에는 열음극 대비 실온 구동 및 빠른 스위칭이 가능하다는 장점이 부각되면서 냉음극 전자 방출원인 탄소나노튜브(CNT) 등의 나노 구조물을 이용한 전계방출형 엑스선 소스(Field emission type X-ray source)의 보급이 급속히 이루어지고 있다.
전계방출형 엑스선 소스에서는 공지된 바와 같이 에미터가 구비된 캐소드 전극과 타겟이 구비된 애노드 전극 사이에 관전압을 인가하고, 에미터와 타겟 사이의 게이트 전극에 게이트 전압을 인가해서 전자방출(e) 및 엑스선 출력이 이루어지도록 한다.
즉, 일반적인 전계방출형 엑스선 소스에는 도 1에 도시한 바와 같이 애노드 전극(A)과 캐소드 전극(C)에 각각 애노드 전압과 캐소드 전압을 공급하기 위한 제1전원공급부와, 게이트 전극(G)에 게이트 전압을 공급하기 위한 제2전원공급부가 필요하다.
그러나 엑스선 촬영(혹은 진단)장치의 사용처 혹은 사용 환경에 따라서는 엑스선 소스가 여러 개 구비되어 사용될 수 있는데, 이러한 경우 도 2에 도시한 바와 같이 각각의 엑스선 소스의 애노드 전극(A)과 캐소드 전극(C)에 애노드 전압과 캐소드 전압을 공급하기 위한 제1전원공급부와, 각각의 엑스선 소스의 게이트 전극(G)에 게이트 전압을 공급하기 위한 제2전원공급부가 소스 수 만큼 구비되어야 하는 관계로, 회로 및 절연구조가 비대해져 결과적으로 제품을 경박단소화시키는데 있어 한계가 있으며, 엑스선 소스별로 제어회로가 구비되기에 고속 제어가 어려운 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0059890호 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0025675호
이에 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 창안된 발명으로써, 본 발명의 주요 목적은 복수의 엑스선 소스를 포함하는 장치 혹은 시스템에 있어서 각 엑스선 소스가 애노드 및 캐소드 전압을 공급하는 전원공급부를 공유할 수 있도록 설계된 멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치를 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 복수의 엑스선 소스 각각이 서로 다른 전원공급부를 통해 게이트 전압을 공급받는 대신 또 다른 하나의 전원공급부를 통해 각각 게이트 전압을 공급받아 엑스선을 출력할 수 있도록 설계된 멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치를 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 복수의 엑스선 소스에 각각 애노드 및 캐소드 전압과 게이트 전압을 공급하는 전원공급부의 수를 최소화하여 엑스선 출력이 이루어지도록 한 멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는 에미터가 구비된 캐소드 전극, 타겟이 구비된 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 구비된 게이트 전극을 각각 포함하는 멀티 엑스선 소스 구동장치로서,
상기 복수의 애노드 전극과 상기 복수의 캐소드 전극에 각각 공통의 애노드 전압과 공통의 캐소드 전압을 공급하는 제1전원공급부와;
상기 복수의 게이트 전극 중 적어도 하나에 게이트 전압을 공급하는 적어도 하나의 제2전원공급부와;
상기 적어도 하나의 제2전원공급부를 제어해서 상기 멀티 엑스선 소스 중 적어도 하나로부터의 엑스선 출력을 제어하는 컨트롤러;를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 구성을 포함하는 멀티 엑스선 소스 구동장치에 있어서, 상기 제1전원공급부는 상기 공통의 캐소드 전압을 기준으로 상기 공통의 애노드 전원을 공급하고, 상기 제2전원공급부는 상기 공통의 캐소드 전압을 기준으로 상기 게이트 전압을 생성함을 특징으로 하며,
더 나아가 상기 제2전원공급부는 상기 멀티 엑스선 소스와 동수로 구비되어 일대일 대응 연결됨을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는 상술한 구성의 엑스선 소스 구동장치에 있어서, 상기 제2전원공급부와 상기 복수의 게이트 전극 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 전원공급 스위칭부;를 더 포함하며,
이러한 경우 상기 컨트롤러는 상기 멀티 엑스선 소스 중 적어도 하나로 상기 게이트 전압을 공급하기 위한 소스선택신호를 생성하여 상기 전원공급 스위칭부로 전달함을 특징으로 한다.
아울러 상기 전원공급 스위칭부는 상기 소스선택신호에 따라 스위칭 온오프 동작하는 스위칭 소자들을 포함하고, 상기 스위칭 소자들은 상기 복수의 엑스선 소스와 동수로 구비됨을 특징으로 한다.
더 나아가 상기 복수의 엑스선 소스는 내부에 소스 삽입 정렬홈이 형성되어 있는 하나의 탱크 내에 수용되고, 상기 복수의 엑스선 소스 각각의 애노드 전극은 하나의 애노드 전극 구조체를 형성하되 저면에 복수의 타겟이 구비됨을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 상술한 구성의 멀티 엑스선 소스 구동장치에 있어서, 상기 캐소드 전압은 양(+) 전위, 음(-) 전위 또는 접지 전위이고, 상기 게이트 전압은 상기 캐소드 전압 보다 높은 전위를 가지며, 상기 애노드 전압은 상기 게이트 전압 보다 높은 전위를 가짐을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 발생장치는,
에미터가 구비된 캐소드 전극, 타겟이 구비된 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 구비된 게이트 전극을 각각 포함하는 멀티 엑스선 소스와,
위에서 언급한 구성들을 포함하는 멀티 엑스선 소스 구동장치를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치는, 복수의 엑스선 소스 각각이 서로 다른 전원공급부를 통해 게이트 전압을 공급받고 하나의 전원공급부를 통해 애노드 및 캐소드 전압을 공급받아 엑스선을 출력함으로써, 엑스선 소스 각각에 대응하여 구비되었던 종래의 제1전원공급부의 수를 하나로 줄일 수 있어 엑스선 촬영(혹은 진단)장치와 같은 제품의 사이즈를 경박단소화할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치 및 이를 이용한 엑스선 발생장치는 하나의 전원공급부를 통해 복수의 엑스선 소스에 애노드 및 캐소드 전압을 공급함은 물론, 또 다른 하나의 전원공급부를 통해 복수의 엑스선 소스에 게이트 전압을 공급함으로써, 제1전원공급부와 제2전원공급부의 수를 최소화할 수 있는 이점이 있으며, 복수의 엑스선 소스에 전원을 공급하는 전원공급부의 수를 최소화하여 엑스선 출력을 제어함으로써 고속 제어가 가능한 장점이 있다.
도 1은 전계방출형 엑스선 소스의 구조 및 전원공급을 도시한 도면.
도 2는 복수의 엑스선 소스에 전원을 공급하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 엑스선 발생장치의 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 엑스선 발생장치의 구성 예시도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 이하에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 한편 동일한 도면 부호는 동일한 특성을 갖는 구성요소임을 나타내는 것으로서, 한 도면에 관한 설명에서 언급된 것과 동일한 도면 부호를 갖는 구성요소에 대한 설명은 다른 도면에 대한 설명에서는 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 엑스선 발생장치의 구성도를 예시한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 엑스선 발생장치는 엑스선을 발생하여 출력하기 위한 엑스선 소스들(50,60,70,80)과 이의 구동을 위한 멀티 엑스선 소스 구동장치를 포함한다. 도 3에서는 일 예로 4개의 엑스선 소스만을 도시하였으나 이에 한정되지 않고 엑스선 촬영(혹은 진단)장치의 크기, 용도, 사용처에 따라 그 수가 가변될 수 있다. 도 3에서는 단순히 엑스선 소스를 구성하는 전극들만을 도시하였으나, 도 1에 도시된 구조 외에 이미 공지된 형태의 구조, 형상을 가지는 전계방출형 엑스선 소스에도 본 발명의 실시예에 따른 구성요소들을 적용하여 멀티 엑스선 소스 구동장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는,
복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 애노드 및 캐소드 전극에 각각 공통으로 연결되어 공통(common)의 애노드 및 캐소드 전압을 공급하는 제1전원공급부(100)와,
상기 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 게이트 전극에 연결되어 게이트 전압을 각각 공급하는 복수의 제2전원공급부(200,210,220,230)와,
상기 복수의 제2전원공급부(200,210,220,230)중 하나 이상을 활성화(Enable)시켜 복수의 제2전원공급부(200,210,220,230)중 하나 이상에 대응하는 엑스선 소스(50,60,70,80)로부터의 엑스선 출력을 제어하는 컨트롤러(300)를 포함한다.
상술한 구성들을 포함하는 멀티 엑스선 소스 구동장치에 있어서, 제1전원공급부(100)는 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 캐소드 전극으로 각각 인가되는 공통의 캐소드 전압을 기준으로 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 애노드 전극으로 각각 인가되는 공통의 애노드 전압을 생성할 수 있고, 복수의 제2전원공급부(200,210,220,230)는 각각 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 캐소드 전극으로 각각 인가되는 공통의 캐소드 전압을 기준으로 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 게이트 전압으로 인가되는 개별 게이트 전압을 생성할 수 있고,
복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 캐소드 전극에는 양(+)전압 또는 음(-)전압이 인가되거나 접지 전원이 연결될 수 있으며, 게이트 전극 각각에는 상기 캐소드 전극 보다 더 높은 전위를 가지는 전압이 인가될 수 있고, 애노드 전극 각각에는 상기 게이트 전극 보다 더 높은 전위를 가지는 전압이 인가될 수 있다. 즉, 캐소드 전극에 인가되는 캐소드 전압을 V1, 게이트 전극에 인가되는 게이트 ㅈ전압을 V2, 애노드 전극에 인가되는 애노드 전압을 V3라 하면, V1<V2<V3의 관계를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는 입력전원(AC입력) 혹은 내부전원(배터리)에 따라 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있다.
또한, 제1전원공급부(100)는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터, 교류전원을 승압하기 위한 트랜스포머, 트랜스포머의 이차측에 연결되어 복수의 엑스선 소스 각각의 애노드 전극과 캐소드 전극에 인가하기 위한 공통의 애노드 전압과 공통의 캐소드 전압을 생성하는 고전압 생성부를 포함할 수 있다.
이때, 제1전원공급부(100)는 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 애노드 전극에 인가되는 공통의 애노드 전압을 생성하는 애노드 전원공급부와, 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 캐소드 전극에 인가되는 공통의 캐소드 전압을 생성하는 캐소드 전원공급부를 포함할 수도 있고, 이 경우 애노드 전원공급부와 캐소드 전원공급부는 제1전원공급부(100)의 인버터, 트랜스포머를 공유하되, 트랜스포머의 이차측에서 출력되는 전압을 각각 별도로 변환하여 애노드 전압과 캐소드 전압을 생성할 수 있다.
또한 각각의 제2전원공급부(200,210,220,230) 또한 인버터, 트랜스포머, 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 게이트 전극에 인가하기 위한 고전압을 생성하는 고전압 생성부를 각각 포함할 수 있다. 이러한 각각의 제2전원공급부(200,210,220,230)는 컨트롤러(300)에서 출력되는 인에이블 신호(En)에 따라 하나 혹은 복수 개가 선택적으로 활성화되어 게이트 전압을 생성해 공급한다.
이하 상술한 구성을 포함하는 멀티 엑스선 소스 구동장치 동작을 부연 설명하면,
엑스선 출력을 위해 컨트롤러(300)는 제1전원공급부(100)를 활성화시켜 고전압 전위의 애노드 전압과 캐소드 전압이 생성되도록 한다. 이러한 고전압 전위의 애노드 전압과 캐소드 전압은 각각 공통 전압으로서 각각의 엑스선 소스(50,60,70,80)에 구비된 애노드 전극과 캐소드 전극에 인가된다.
아울러 컨트롤러(300)는 정해진 기준에 따라 복수 개의 엑스선 소스(50,60,70,80) 중 하나 혹은 복수 개를 선택하여 그에 대응하는 제2전원공급부(200,210,220,230)를 활성화시킨다. 활성화된 제2전원공급부(200,210,220,230)는 게이트 전압을 생성하여 선택된 엑스선 소스의 게이트 전극에 인가함으로써, 선택된 엑스선 소스로부터 엑스선이 출력된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 하나의 전원공급부(100)를 이용해서 멀티 엑스선 소스(50,60,70,80)의 애노드 전극과 캐소드 전극에 각각 공통의 애노드 전압과 캐소드 전압을 인가하고, 멀티 엑스선 소스(50,60,70,80)에 일대일 대응하여 존재하는 제2전원공급부(200,210,220,230)를 선택적으로 활성화시켜 해당 엑스선 소스의 엑스선 출력을 제어할 수 있다.
이로써, 본 발명은 엑스선 소스 각각에 대응하여 구비되었던 종래의 제1전원공급부의 수를 하나로 줄일 수 있어 엑스선 촬영(혹은 진단)장치와 같은 제품의 사이즈를 경박단소화할 수 있다.
이상의 실시예에서는 애노드 전극과 캐소드 전극이 엑스선 소스별로 독립된 형태를 가정하였으나, 필요하다면 애노드 전극 및/또는 캐소드 전극은 복수의 엑스선 소스에서 서로 물리적, 전기적으로 연결된 형태를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, 복수의 엑스선 소스는 내부에 복수의 소스 삽입 정렬홈들이 형성되어 있는 하나의 탱크 내에 수용되고, 그 복수의 엑스선 소스 각각의 애노드 전극은 하나의 애노드 전극 구조체(one body)를 형성하되 구조체의 저면에 복수의 타겟이 구비되고, 각 타겟의 하방에 전자방출원(예를 들면 탄소나노튜브(CNT))이 형성되어 있는 캐소드 전극이 위치하고 그 캐소드 전극 위에 게이트 전극이 위치하는 X선 제너레이터에도 본 발명을 적용할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예(제2실시예라 할 수 있음)에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치의 구성도를 예시한 것으로, 하나의 제1전원공급부(100)와 하나의 제2전원공급부(200)를 구비하는 경우를 예시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는,
복수의 엑스선 소스(50.60,70,80) 각각의 애노드 전극과 캐소드 전극에 공통으로 연결되어 공통의 애노드 전압과 캐소드 전압을 각각 공급하는 제1전원공급부(100)와,
게이트 전압을 공급하는 제2전원공급부(200)와,
상기 제2전원공급부(200)에서 공급되는 게이트 전압을 컨트롤러(300)에서 입력되는 소스선택신호에 따라 하나 이상의 엑스선 소스(50,60,70,80)로 공급하는 전원공급 스위칭부(400)와,
상기 복수의 엑스선 소스(50,60,70,8) 중 하나 이상으로 게이트 전압을 공급하기 위한 소스선택신호를 생성하여 상기 전원공급 스위칭부(400)로 전달해 엑스선 출력을 제어하는 컨트롤러(300)를 포함한다.
상기 전원공급 스위칭부(400)는 도시한 바와 같이 소스선택신호에 따라 스위칭 온오프 동작하는 스위칭 소자들(SW)을 포함하고, 상기 스위칭 소자들(SW)은 상기 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)와 동수로 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 스위칭 소자들은 언급한 바와 같이 컨트롤러(300)에서 출력되는 스위칭제어신호의 일 예인 소스선택신호에 따라 스위칭 동작 가능한 전계효과 트랜지스터(FET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 릴레이 스위치 소자들로 구현 가능하다.
상술한 구성들을 포함하는 본 발명의 제2실시예에서도, 제1전원공급부(100)는 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 캐소드 전극으로 각각 인가되는 공통의 캐소드 전압을 기준으로 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 애노드 전극으로 각각 인가되는 공통의 애노드 전압을 생성할 수 있고, 제2전원공급부(200)는 각각 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80)의 캐소드 전극으로 각각 인가되는 공통의 캐소드 전압을 기준으로 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 게이트 전압으로 인가되는 게이트 전압을 생성할 수 있다.
또한 복수의 엑스선 소스(50,60,70,80) 각각의 캐소드 전극에는 양(+) 전압 또는 음(-) 전압이 인가되거나 접지 전원이 연결될 수 있으며, 게이트 전극 각각에는 상기 캐소드 전극 보다 더 높은 전위를 가지는 전압이 인가될 수 있고, 애노드 전극 각각에는 상기 게이트 전극 보다 더 높은 전위를 가지는 전압이 인가될 수 있다. 즉, 캐소드 전극에 인가되는 캐소드 전압을 V1, 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압을 V2, 애노드 전극에 인가되는 애노드 전압을 V3라 하면, V1<V2<V3의 관계를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는 입력전원(AC 입력) 혹은 내부전원(배터리)에 따라 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터를 포함할 수 있다.
또한 제1전원공급부(100)는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터, 교류전원을 승압하기 위한 트랜스포머, 트랜스포머의 이차측에 연결되어 복수의 엑스선 소스 각각의 애노드 전극과 캐소드 전극에 인가하기 위한 공통의 애노드 전압과 공통의 캐소드 전압을 생성하는 고전압 생성부를 포함할 수 있다. 이때,제1전원공급부(100)는 복수의 엑스선 소스 각각의 애노드 전극에 인가되는 공통의 애노드 전압을 생성하는 애노드 전원공급부와, 복수의 엑스선 소스 각각의 캐소드 전극에 인가되는 공통의 캐소드 전압을 생성하는 캐소드 전원공급부를 포함할 수 있고, 이 경우 애노드 전원공급부와 캐소드 전원공급부는 제1전원공급부(100)의 인버터, 트랜스포머를 공유하되, 트랜스포머의 이차측에서 출력되는 전압을 각각 별도로 변환하여 애노드 전압과 캐소드 전압을 생성할 수 있다.
이하 도 4에 도시한 멀티 엑스선 소스 구동장치의 동작을 부연 설명하면,
엑스선 출력을 위해 컨트롤러(300)는 제1전원공급부(100)를 활성화시켜 고전압 전위의 애노드 전압과 캐소드 전압이 생성되도록 한다. 이러한 고전압 전위의 애노드 전압과 캐소드 전압은 각각 공통 전압으로서 각각의 엑스선 소스(50,60,70,80)에 구비된 애노드 전극과 캐소드 전극에 각각 인가된다.
아울러 컨트롤러(300)는 정해진 기준에 따라 복수 개의 엑스선 소스(50,60,70,80) 중 하나 혹은 복수 개를 선택하고, 그 선택된 엑스선 소스에서 엑스선이 출력될 수 있도록 소스선택신호를 출력한다. 소스선택신호는 사용자 입력에 따를 수도 있다.
예를 들어 T1 시간에 T2시간 동안 엑스선 소스 50에서 엑스선이 출력되도록 제어하고, 상기 T2 시간에 뒤이어 엑스선 소스 60에서 엑스선이 출력되도록 제어하는 경우를 가정하면, 컨트롤러(300)는 제2전원공급부(200)에서 공급되는 게이트 전원이 T1 시간에서 T2시간 동안 엑스선 소스 50의 게이트 전극으로 전달되도록 전원공급 스위칭부(400)의 스위칭 소자 SW1을 스위칭온 제어하고, 상기 T2 시간이 종료되는 시점에 제2전원공급부(200)에서 공급되는 게이트 전압이 엑스선 소스 60의 게이트 전극으로 전달되도록 전원공급 스위칭부(400)의 스위칭 소자 SW2를 스위칭온 제어함으로써, 엑스선 소스 50과 60의 게이트 전극에 순차적으로 게이트 전압이 인가되도록 제어한다.
이로써, 엑스선 소스 50과 60의 캐소드 전극과 게이트 전극 사이에는 순차적으로 전기장이 형성되어 에미터로부터 전자방출이 이루어져 결과적으로 엑스선 소스로부터 엑스선의 출력이 순차적으로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는 하나의 제1전원공급부(100)와 제2전원공급부(200)를 구비하는 것만으로도 복수의 엑스선 소스 각각에 애노드 및 캐소드 전압과 게이트 전압을 정상적으로 공급할 수 있어 엑스선 촬영(혹은 진단)장치와 같은 제품의 사이즈를 경박단소화할 수 있음은 물론, 복수의 엑스선 소스에 전원을 공급하는 전원공급부의 수를 최소화하여 엑스선 출력을 제어함으로써 고속 제어가 가능한 장점이 있다.
한편 본 발명의 다른 실시예에서는 애노드 전극과 캐소드 전극이 각 소스별로 독립되어 있는 형태의 엑스선 소스를 가정하였으나, 필요하다면 복수의 엑스선 소스의 애노드 전극 및/또는 캐소드 전극은 서로 전기적, 물리적으로 연결된 형태를 나타낼 수도 있다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 엑스선 소스 구동장치는 의료, 치과용이나 비파괴 검사용, 화학분석용 등 다양한 엑스선 촬영장치 혹은 엑스선 진단장치 혹은 엑스선 검사장치에 적용되어 활용될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 에미터가 구비된 캐소드 전극, 타겟이 구비된 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 구비된 게이트 전극을 각각 포함하는 멀티 엑스선 소스 구동장치로서,
    상기 복수의 애노드 전극과 상기 복수의 캐소드 전극에 각각 공통의 애노드 전압과 공통의 캐소드 전압을 공급하는 제1전원공급부와;
    상기 복수의 게이트 전극 중 적어도 하나에 게이트 전압을 공급하는 적어도 하나의 제2전원공급부와;
    상기 적어도 하나의 제2전원공급부를 제어해서 상기 멀티 엑스선 소스 중 적어도 하나로부터의 엑스선 출력을 제어하는 컨트롤러;를 포함함을 특징으로 하는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1전원공급부는 상기 공통의 캐소드 전압을 기준으로 상기 공통의 애노드 전압을 공급하고, 상기 제2전원공급부는 상기 공통의 캐소드 전압을 기준으로 상기 게이트 전압을 생성하는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2전원공급부는 상기 멀티 엑스선 소스와 동수로 구비되어 일대일 대응 연결되는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제2전원공급부와 상기 복수의 게이트 전극 중 적어도 하나를 선택적으로 연결하는 전원공급 스위칭부;를 더 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 멀티 엑스선 소스 중 적어도 하나로 상기 게이트 전압을 공급하기 위한 소스선택신호를 생성하여 상기 전원공급 스위칭부로 전달하는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 전원공급 스위칭부는,
    상기 소스선택신호에 따라 스위칭 온오프 동작하는 스위칭 소자들을 포함하고, 상기 스위칭 소자들은 상기 복수의 엑스선 소스와 동수로 구비됨을 특징으로 하는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 스위칭 소자들 각각은,
    전계효과 트랜지스터(FET), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT), 릴레이 스위치 중 어느 하나임을 특징으로 하는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐소드 전압은 양(+) 전위, 음(-) 전위 또는 접지 전위이고, 상기 게이트 전압은 상기 캐소드 전압 보다 높은 전위를 가지며, 상기 애노드 전압은 상기 게이트 전압 보다 높은 전위를 가지는 멀티 엑스선 소스 구동장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 선택된 항에 기재된 멀티 엑스선 소스 구동장치를 이용한 엑스선 발생장치로서,
    상기 멀티 엑스선 소스와;
    상기 엑스선 소스 구동장치를 포함하는 엑스선 발생장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080059890A (ko) 2006-12-26 2008-07-01 한국과학기술원 탄소나노튜브 전계방출 에미터 및 그 제조방법
KR20180025675A (ko) 2016-09-01 2018-03-09 주식회사바텍 멀티 어레이 x선 소스 모듈 및 이를 장착한 휴대용 x선 촬영 장치

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