KR20240048994A

KR20240048994A - X-ray generator

Info

Publication number: KR20240048994A
Application number: KR1020220128970A
Authority: KR
Inventors: 신승훈; 오성덕; 손우녕
Original assignee: 주식회사바텍; (주)바텍이우홀딩스
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-16

Abstract

본 발명은 X선 제너레이터에 관한 것으로서, 특히, 단일의 내부공간을 제공하는 탱크와; 에미터가 구비된 캐소드 전극, 타겟이 구비된 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이의 게이트 전극을 각각 포함하며 상기 내부공간에 적어도 일부가 실장되는 복수의 전극 세트;를 포함하고, 상기 애노드 전극, 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극 중 2개는 각각 서로 전기적으로 연결 가능하고, 나머지 하나는 적어도 일부가 전기적으로 분리 가능한 것을 특징으로 하여, 단일의 탱크 내에 X선 소스를 각각 구성하는 전극 세트가 복수 개 모듈레이션되는 형태로 내장되므로 관리 및 유지보수를 매우 용이하게 수행할 수 있고, 복수의 전극 세트에 포함되는 전극 일부가 각각 공통 전극으로 공유되므로 전체적인 구성이 간소해져 컴팩트하게 구성될 수 있는 X선 제너레이터에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray generator, and in particular, a tank providing a single internal space; A plurality of electrode sets, each of which includes a cathode electrode equipped with an emitter, an anode electrode equipped with a target, and a gate electrode between the cathode electrode and the anode electrode, and at least a portion of which is mounted in the internal space, wherein the anode electrode , two of the cathode electrode and the gate electrode can be electrically connected to each other, and the other one is at least partially electrically separable, so that there are a plurality of electrode sets each constituting an X-ray source in a single tank. An X-ray generator that is built in a modulated form, making management and maintenance very easy, and because some of the electrodes included in multiple electrode sets are each shared as a common electrode, the overall configuration is simplified and can be configured compactly. It's about.

Description

X-ray generator {X-RAY GENERATOR}

본 발명은 X선 제너레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일의 탱크 내에 X선 소스를 각각 구성하는 전극 세트가 복수 개 실장되어 개별적으로 X선을 생성할 수 있는 멀티 X선 제너레이터에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray generator, and more specifically, to a multi-X-ray generator in which a plurality of electrode sets each constituting an

일반적으로 엑스레이(X-RAY)라 부르는 X선은 파장대 0.01~10nm, 주파수대 30×10¹⁵~30×10¹⁸Hz의 단파장 전자기파를 총칭한다. 이러한 X선을 이용하는 X선 촬영은 X선이 지닌 높은 투과력으로 촬영 대상의 내부를 투영 표시하는 방사선사진법(radiography)을 일컫는다.X-rays, commonly called X-rays, are ^a general term for short-wavelength electromagnetic waves with a wavelength of 0.01 to 10 nm ^and a frequency of 30 X-ray imaging using these

잘 알려진 것처럼, X선은 물체를 투과하면서 광전효과(photoelectric effect), 콤프턴 산란(compton scattering) 등 물체의 재질, 밀도, 두께에 따른 감쇠 현상을 수반한다. 따라서 X선 촬영은 촬영대상을 통과하는 과정 중에 누적된 위치 별 X선 감쇠량을 기초로 촬영 대상의 내부구조를 평면에 투영 표시하고, 이를 위해서는 별도의 X선 촬영 장치(혹은 X선 촬영 시스템, 이하 동일합니다.)가 사용된다.As is well known, when X-rays pass through an object, they are accompanied by attenuation phenomena depending on the material, density, and thickness of the object, such as the photoelectric effect and Compton scattering. Therefore, X-ray imaging projects and displays the internal structure of the object to be photographed on a plane based on the amount of are the same.) is used.

X선 촬영 장치는 X선을 생성 및 조사하는 X선 제너레이터(generator), 촬영 대상을 사이에 두고 X선 제너레이터와 대향하게 배치되어 촬영 대상을 통과하는 과정 중에 누적된 위치 별 X선 감쇠량을 검출하는 디텍터(detector)를 필수 구성요소로 한다.The X-ray imaging device includes an X-ray generator that generates and irradiates X-rays, and is placed opposite the A detector is an essential component.

이중 X선 제너레이터는 X선 소스(또는 X선 원, X선 튜브, X선 관, 이하 동일합니다.)를 포함하고, X선 소스는 높은 운동에너지를 지닌 전자를 텅스텐 등의 타겟(target)에 충돌시켜 X선을 생성한다. 참고로, 통상의 X선 제너레이터는 X선의 조사영역(FOV, Field Of View)을 제어하는 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다.Among them, the X-ray generator includes an X-ray source (or X-ray source, X-ray tube, and Collision creates X-rays. For reference, a typical X-ray generator may include a collimator that controls the X-ray irradiation area (FOV, Field Of View).

이와 같은 X선 촬영 장치는, 최근 들어 그 활용 범위를 매우 넓히고 있는 추세이며, 이에 따라 통상적으로 활용되던 의료부문에서부터 재료과학부문, 우주물리학부문, 검사 및 관리부문 등 직간접의 유관산업 전 영역으로 광범위하게 확대되고 있다. 이에 발맞추어 X선 촬영 장치에 대해서도 고도의 휴대성과 현장 및 대상에 대한 적응성을 요구하고 있다. 일례로, 과거에는 주로 실내에 국한되던 엑스레이 촬영장소는 이미 실내외를 불문하며, 엑스레이 촬영대상 또한 인간의 신체 이외에 각종 천연물과 인공물에 이르기까지 다양하게 변화되고 있다.The scope of use of such It is expanding rapidly. In line with this, high portability and adaptability to the field and target are being required for X-ray imaging devices. For example, X-ray filming locations, which were mainly limited to indoors in the past, are now available both indoors and outdoors, and the subjects of X-ray filming are also changing to include various natural and artificial objects in addition to the human body.

한편, 일반적으로 X선 소스는 X선을 발생시키기 위한 전자 방출원으로 텅스텐 소재의 열음극을 사용하고 있으며, 고전압으로 텅스텐 필라멘트를 가열하여 전자를 방출시키고 방출된 전자를 애노드 전극 측의 타켓에 충돌시켜 X선을 발생시키는 구조로 되어 있다.Meanwhile, X-ray sources generally use a hot cathode made of tungsten as an electron emission source to generate It has a structure that generates X-rays.

하지만, 이러한 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 X선 소스는 전자를 발생시키는 데에 많은 전력이 소모되며, 발생되는 전자가 스파이럴 구조를 갖는 텅스텐 표면에서 무작위로 방출되기 때문에 X선 방출 효율이 극히 낮은 실정이다. 또한 텅스텐 필라멘트의 가열 및 냉각을 위해 일정시간의 인터벌(interval)이 요구되며, 펄스형태로 엑스선을 방출시키는 것이 어려워 필요 이상의 다량의 X선이 조사되어 이용에 제약이 있었다.However, this tungsten filament-based hot cathode In addition, a certain interval of time is required to heat and cool the tungsten filament, and it is difficult to emit X-rays in pulse form, so a larger amount of X-rays than necessary are radiated, which limits its use.

이러한 종래의 열음극 엑스선 소스 장치의 문제점을 해결하고자 최근에는 냉음극 전자 방출원으로 탄소나노튜브(CNT) 등 나노 구조물을 이용한 X선 소스에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 탄소나노튜브를 이용한 X선 소스 장치는 종래의 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 X선 소스와는 달리 전자 방출 메카니즘이 전계 방출(electric field emission) 방식으로서, 기존의 열전자 방출 방식과 다르다. 탄소나노튜브 기반의 X선 소스는 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 X선 소스 장치에 비해 낮은 전압의 인가로 전자 방출이 가능하고, 방출되는 전자가 탄소나노튜브의 길이방향을 따라 방출되기 때문에 애노드 전극 측의 타켓을 향한 전자의 방향지향성이 우수하여 X선 방출 효율이 매우 높다. 또한 펄스형태의 X선을 방출시키는 것이 용이하여 저선량으로 X선 영상획득이 가능할 뿐만 아니라 X선 동영상의 촬영이 가능하여 치과 임플란트 검사 등과 같은 치과 치료용으로 활용 가능성이 매우 높다.In order to solve these problems of the conventional hot cathode X-ray source device, research has recently been actively conducted on an Unlike the conventional tungsten filament-based hot cathode X-ray source, the X-ray source device using carbon nanotubes has an electron emission mechanism of electric field emission, which is different from the existing thermionic emission method. Carbon nanotube-based X-ray sources can emit electrons by applying a lower voltage than tungsten filament-based hot cathode The directivity of electrons toward the target is excellent, so the X-ray emission efficiency is very high. In addition, it is easy to emit pulsed

이와 같은, 전계 방출 X선 소스와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-1916711호(이하, 종래기술 1이라 합니다.)에 게재된 것이 있다.Regarding such a field emission X-ray source, there is one published in Korean Patent Registration No. 10-1916711 (hereinafter referred to as Prior Art 1).

도 8에 도시된 바와 같이, 종래기술 1은, 전계 방출 엑스선 소스(100)에 관한 것으로서, 튜브형의 스페이서(10)와, 스페이서(10)의 일단에 접합된 애노드 전극(20)을 포함한다. 스페이서(10)를 사이에 두고 애노드 전극(20)의 반대편에는 캐소드 전극(40)이 배치된다. 캐소드 전극(40) 상에 전자 방출원이 배치되는데, 전자 방출원은 별도의 에미터 기판(41)에 마련되어 캐소드 전극(40)에 결합 될 수도 있고, 캐소드 전극(40) 표면에 직접 형성될 수도 있다. 전자 방출원은 예컨대 카본나노튜브(CNT)와 같은 다수의 나노 구조물을 이용한 것일 수 있다. 카본나노튜브(CNT)를 이용한 전자 방출원의 경우 에미터 기판(41) 또는 캐소드 전극(40) 표면에 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 다수의 카본나노튜브를 직접 성장시키거나, 카본나노튜브 페이스트를 도포한 후 소성하는 등의 방법으로 형성될 수 있다. 전자 방출원은 다수의 도트 패턴의 형태로서 복수의 열을 따라 일정하게 배치될 수 있다.As shown in FIG. 8, prior art 1 relates to a field emission X-ray source 100 and includes a tubular spacer 10 and an anode electrode 20 bonded to one end of the spacer 10. A cathode electrode 40 is disposed on the opposite side of the anode electrode 20 with the spacer 10 in between. An electron emission source is disposed on the cathode electrode 40. The electron emission source may be provided on a separate emitter substrate 41 and coupled to the cathode electrode 40, or may be formed directly on the surface of the cathode electrode 40. there is. The electron emission source may be one using a number of nanostructures, such as carbon nanotubes (CNTs). In the case of an electron emission source using carbon nanotubes (CNTs), a number of carbon nanotubes are grown directly on the surface of the emitter substrate 41 or the cathode electrode 40 using chemical vapor deposition (CVD), or carbon nanotubes are grown on the surface of the emitter substrate 41 or the cathode electrode 40. It can be formed by applying a paste and then firing it. The electron emission source may be in the form of a plurality of dot patterns and uniformly arranged along a plurality of rows.

전자 방출원이 형성된 에미터 기판(41)과 애노드 전극(20)의 사이에는 게이트 전극(50)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(50)은 전자 방출원에 가깝게 배치되어 전자 방출을 일으키는 전계를 형성한다. 게이트 전극(50)은 전자 빔(E)이 통과할 수 있도록 다수의 게이트 홀(51)이 형성된 얇은 금속판 또는 금속 메쉬(mesh)의 형태로 구비될 수 있다.A gate electrode 50 may be disposed between the emitter substrate 41 on which the electron emission source is formed and the anode electrode 20. The gate electrode 50 is disposed close to an electron emission source to form an electric field that causes electron emission. The gate electrode 50 may be provided in the form of a thin metal plate or metal mesh with a plurality of gate holes 51 formed to allow the electron beam E to pass through.

애노드 전극(20)은 전자 방출원이 배치된 캐소드 전극(40)과 수십에서 수백 kV에 달하는 높은 전위차를 형성하여 가속 전극으로서의 역할을 수행함과 동시에 전자 방출원으로부터 방출되어 가속된 전자의 충돌에 의해 엑스선을 방출하는 엑스선 타켓의 역할을 겸한다. 이를 위해 애노드 전극(20)은 스페이서(10)의 내부에서 전자 빔(E)이 진행하는 방향에 대해 비스듬하게 경사진 엑스선 타겟면(21)을 갖는다. 엑스선 타겟면(21)에는 별도의 타겟 부재가 배치될 수 있다.The anode electrode 20 forms a high potential difference of tens to hundreds of kV with the cathode electrode 40 on which the electron emission source is placed, thereby serving as an accelerating electrode. At the same time, the anode electrode 20 performs the role of an accelerating electrode by collision of electrons emitted from the electron emission source and accelerated. It also serves as an X-ray target that emits X-rays. For this purpose, the anode electrode 20 has an X-ray target surface 21 that is inclined at an angle with respect to the direction in which the electron beam E travels inside the spacer 10. A separate target member may be placed on the X-ray target surface 21.

종래기술 1은 이와 같이 구성되어 전자 방출원에서 전자빔이 방출되어 게이트 전극(50)을 통과하고, 게이트 전극(50)을 통과한 전자빔이 애노드 전극(50)의 엑스선 타겟면(21)에 충돌하면서 엑스선이 방출될 수 있다.In prior art 1, the electron beam is emitted from the electron emission source and passes through the gate electrode 50, and the electron beam passing through the gate electrode 50 collides with the X-ray target surface 21 of the anode electrode 50. X-rays may be emitted.

또한, 종래의 X선 제너레이터와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-2403161호(이하, 종래기술 2라 합니다.) 및 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0035717호(이하, 종래기술 3이라 합니다.)에 게재된 것이 있다.In addition, with respect to the conventional ) has been published.

종래기술 2는, 엑스선 조사 장치에 관한 것으로서, 엑스선 제너레이터를 갖는 본체, 및 상기 본체의 엑스선 방출구에 인접하게 장착되고, 사용시에 펼쳐져서 후방산란선을 차폐하고, 비 사용시에는 접혀 보관되는 가변 후방 차폐부를 포함하고, 상기 가변 후방 차폐부는, 상기 엑스선 방출구 둘레를 회전하는 회전링; 및 상기 회전링의 회전에 연동하여 접히거나 펼쳐지는 다수의 차폐 블레이드를 포함하여 구성된다.Prior art 2 relates to an X-ray irradiation device, which includes a main body having an It includes a shielding unit, wherein the variable rear shielding unit includes a rotating ring rotating around the X-ray emission hole; and a plurality of shielding blades that are folded or unfolded in conjunction with the rotation of the rotary ring.

종래기술 3은, 엑스선 촬영 장치에 관한 것으로서, 엑스선 제너레이터, 제1 촬영 시 대상체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 마주보는 제1 센서부, 제1 센서부에 나란하게 배치되며, 제2 촬영 시 상기 엑스선 제너레이터로부터 방출된 엑스선의 조사범위를 재조정하는 콜리메이터, 상기 제2 촬영 시 상기 콜리메이터와 상기 대상체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 대향하는 제2 센서부를 포함하여 구성된다.Prior art 3 relates to an X-ray imaging device, which includes an X-ray generator, a first sensor unit facing the It includes a collimator that readjusts the irradiation range of X-rays emitted from the X-ray generator, and a second sensor unit that faces the X-ray generator with the collimator and the object in between during the second imaging.

일반적으로 종래기술 1 내지 종래기술 3의 경우, 엑스선 제너레이터는, 단일의 X선 소스만을 구비하고 있다.In general, in the case of prior art 1 to prior art 3, the X-ray generator is equipped with only a single X-ray source.

이로 인해 종래기술 1 내지 종래기술 3은 3차원 영상 혹은 촬영 위치를 달리해야 할 경우, 사용자가 움직여서 촬영 위치를 변경해야 하거나, 장치 자체의 별도 회전 구조를 통해 촬영 위치를 변경해야 하거나, 또한 이와는 달리 아예 장치 자체를 복수 개 마련한 상태로 원하는 위치에 배열하여 촬영해야 한다는 문제점이 있다.Due to this, in prior art 1 to prior art 3, when the 3D image or shooting position needs to be changed, the user must move and change the shooting position, or the shooting position must be changed through a separate rotation structure of the device itself, or otherwise There is a problem that a plurality of devices must be prepared and arranged in a desired location to take pictures.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0052596호(이하, 종래기술 4라 합니다.)에 게재된 것이 있다.In order to solve this problem, there is one published in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0052596 (hereinafter referred to as Prior Art 4).

종래기술 4는, 피검사체를 사이에 두고 서로 대면하는 엑스선 디텍터와 엑스선원 발생부를 포함하는 엑스선 영상 촬영 장치로서, 상기 엑스선원 발생부는, 적어도 2개의 행과 적어도 2개의 열로 배열되며, 이웃하는 행들의 엑스선원들이 서로 다른 열에 배치되고, 이웃하는 열들의 엑스선원들이 서로 다른 행에 배치되는 다수의 엑스선원을 포함하여 구성된다.Prior art 4 is an X-ray imaging device including an X-ray detector and an It is configured to include a plurality of X-ray sources in which X-ray sources are arranged in different columns, and X-ray sources in neighboring columns are arranged in different rows.

일반적으로 종래기술 4의 경우, 다수의 엑스선원들이 각각의 엑스선 제너레이터로 구성되는 형태이다.In general, in the case of prior art 4, a plurality of X-ray sources are each composed of an X-ray generator.

이러한 경우 다수의 엑스선원들에 문제가 발생하거나 다수의 엑스선원들에 대한 점검이 필요하면 불필요하게 엑스선 발생부 전체에 대한 유지보수가 이루어져야 하므로 유지보수가 매우 힘들다는 문제점이 있다. 또한, 다수의 엑스선원들이 각각 개별적으로 양극(애노드 전극), 게이트 전극, 음극(캐소드 전극)을 구비하는 전극 세트를 가져야 하므로 기기의 크기가 커질 수밖에 없고, 전체적인 구성이 복잡해지며, 생산성이 저하된다는 문제점이 있다.In this case, if a problem occurs with multiple X-ray sources or inspection of multiple X-ray sources is required, maintenance on the entire X-ray generator must be unnecessarily performed, which makes maintenance very difficult. In addition, since multiple X-ray sources must each individually have an electrode set including an anode (anode electrode), a gate electrode, and a cathode (cathode electrode), the size of the device inevitably increases, the overall configuration becomes complicated, and productivity decreases. There is a problem.

KRKR 10-1916711 10-1916711 B1B1 KRKR 10-2403161 10-2403161 B1B1 KRKR 10-2022-0035717 10-2022-0035717 AA KRKR 10-2015-0052596 10-2015-0052596 AA

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 단일의 탱크 내에 X선 소스를 각각 구성하는 전극 세트가 복수 개 모듈레이션되는 형태로 내장되므로 관리 및 유지보수를 매우 용이하게 수행할 수 있고, 복수의 전극 세트에 포함되는 전극 일부가 각각 공통 전극으로 공유되므로 전체적인 구성이 간소해져 컴팩트하게 구성될 수 있는 X선 제너레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the above-described problem. Since a plurality of electrode sets constituting the X-ray source are built in a modulated form in a single tank, management and maintenance can be performed very easily, and multiple The purpose is to provide an X-ray generator that can be configured compactly by simplifying the overall configuration because some of the electrodes included in the electrode set are shared as a common electrode.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 X선 제너레이터는, 단일의 내부공간을 제공하는 탱크와; 에미터가 구비된 캐소드 전극, 타겟이 구비된 애노드 전극, 상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이의 게이트 전극을 각각 포함하며 상기 내부공간에 적어도 일부가 실장되는 복수의 전극 세트;를 포함하고, 상기 애노드 전극, 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극 중 2개는 각각 서로 전기적으로 연결 가능하고, 나머지 하나는 적어도 일부가 전기적으로 분리 가능한 것을 특징으로 한다.The X-ray generator of the present invention for solving the above problems includes a tank providing a single internal space; A plurality of electrode sets, each of which includes a cathode electrode equipped with an emitter, an anode electrode equipped with a target, and a gate electrode between the cathode electrode and the anode electrode, and at least a portion of which is mounted in the internal space, wherein the anode electrode , two of the cathode electrode and the gate electrode are each electrically connected to each other, and the other one is characterized in that at least a portion of the electrode is electrically separable.

또한, 상기 애노드 전극과 게이트 전극은, 각각 서로 전기적으로 연결 가능하고, 상기 캐소드 전극은, 적어도 일부가 전기적으로 분리 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the anode electrode and the gate electrode are electrically connected to each other, and at least a portion of the cathode electrode is electrically separable.

또한, 상기 애노드 전극, 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극 중 2개는, 각각 서로 물리적으로 연결되고, 나머지 하나는, 서로 물리적으로 분리된 것을 특징으로 한다.In addition, two of the anode electrode, the cathode electrode, and the gate electrode are physically connected to each other, and the remaining one is physically separated from each other.

또한, 상기 애노드 전극과 상기 게이트 전극은, 각각 서로 물리적으로 연결되고, 상기 캐소드 전극은 서로 물리적으로 분리된 것을 특징으로 한다.In addition, the anode electrode and the gate electrode are physically connected to each other, and the cathode electrode is physically separated from each other.

또한, 상기 타겟은, 상기 복수의 전극 세트에 대응되는 복수로 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the target is characterized in that it is provided in plural numbers corresponding to the plurality of electrode sets.

또한, 상기 애노드 전극에는, 상기 타겟을 각각 둘러싸는 격벽이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the anode electrode is characterized in that a partition wall surrounding each of the targets is formed.

또한, 상기 격벽은, 일측이 개방된 것을 특징으로 한다.In addition, the partition wall is characterized in that one side is open.

또한, 상기 복수의 타겟은, 직선의 등간격으로 배열되거나, 상기 탱크 외부의 일 지점을 중심으로 하는 원의 호를 따라 등간격으로 배열되는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of targets are arranged at equal intervals in a straight line, or are arranged at equal intervals along the arc of a circle centered on a point outside the tank.

또한, 상기 캐소드 전극은, 적어도 일부가 각각 상기 탱크 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cathode electrode is characterized in that at least a portion is exposed to the outside of the tank.

본 발명에 따른 X선 제너레이터는 다음과 같은 장점이 있다.The X-ray generator according to the present invention has the following advantages.

본 발명에 따른 X선 제너레이터는, 단일의 탱크 내에 X선 소스를 각각 구성하는 복수의 전극 세트가 모듈레이션되는 형태로 내장되므로 유지보수를 매우 용이하게 수행할 수 있다는 장점이 있다.The X-ray generator according to the present invention has the advantage that maintenance can be performed very easily because a plurality of electrode sets, each constituting an X-ray source, are built in a modulated form within a single tank.

본 발명에 따른 X선 제너레이터는, 복수의 전극 세트에 포함되는 전극 일부가 공통 전극으로 공유되므로 X선 제너레이터 자체의 전체적인 구성이 간소해져 컴팩트하게 구성될 수 있고, 생산성이 향상될 수 있는 동시에 제작 비용이 절감될 수 있다는 장점이 있다.In the X-ray generator according to the present invention, since some of the electrodes included in the plurality of electrode sets are shared as a common electrode, the overall configuration of the This has the advantage of being able to save money.

본 발명에 따른 X선 제너레이터는, X선이 생성되는 복수 개의 타겟이 X선 제너레이터의 외부, 일례로 디텍터 상의 일 지점을 중심으로 하는 원의 호를 따라 등간격을 가지고 배열되므로 각각의 X선으로 촬영된 X선 영상이 동일한 확대율을 나타낼 수 있다는 장점이 있다.In the X-ray generator according to the present invention, a plurality of targets for generating X-rays are arranged at equal intervals along the arc of a circle centered on a point outside the It has the advantage that the captured X-ray images can show the same magnification.

본 발명에 따른 X선 제너레이터는, 복수의 타겟을 구비하고, 각각의 타겟을 둘러싸는 격벽을 형성함으로써 X선이 원치 않는 방향으로 산란되는 스캐터링(scattering) 현상을 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.The X-ray generator according to the present invention has a plurality of targets and has the advantage of preventing the scattering phenomenon in which X-rays are scattered in an unwanted direction by forming a partition surrounding each target. there is.

본 발명에 따른 X선 제너레이터는, 복수의 전극 세트를 개별 제어하여 멀티 X선을 개별적으로 온/오프 제어 가능하다는 장점이 있다.The X-ray generator according to the present invention has the advantage of being able to individually control multi-X-rays on/off by individually controlling a plurality of electrode sets.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 제너레이터를 도시한 사시도.
도 2는, 도 1에서 전측벽을 제거하여 도시한 사시도.
도 3은, 도 1의 A-A 부분을 절취하여 도시한 단면도.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 제너레이터의 복수의 전극 세트를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는, 복수 개의 타겟이 일 직선 상에 배열된 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은, 복수 개의 타겟이 원호 상에 배열된 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 X선 제너레이터를 도시한 단면도.
도 8은, 종래의 엑스선 발생 장치에서 전계 방출 엑스선 소스의 구성을 개략적으로 도시한 도면.1 is a perspective view showing an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the front side wall in Figure 1 removed.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along portion AA of Figure 1.
Figure 4 is a diagram schematically showing a plurality of electrode sets of an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram schematically showing a state in which a plurality of targets are arranged in a straight line.
Figure 6 is a diagram schematically showing a state in which a plurality of targets are arranged on a circular arc.
Figure 7 is a cross-sectional view showing an X-ray generator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of a field emission X-ray source in a conventional X-ray generator.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

참고적으로 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, among the configurations of the present invention to be described below, for configurations that are the same as the prior art, the above-described prior art will be referred to and a separate detailed description will be omitted.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형상들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형상들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only intended to refer to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary. As used in the specification, the meaning of "comprising" is to specify a specific characteristic, area, integer, step, operation, element, and/or component, and to specify another specific property, area, integer, step, operation, element, component, and/or group. It does not exclude the existence or addition of .

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 제너레이터를 도시한 사시도이다. 도 2는, 도 1에서 전측벽을 제거하여 도시한 사시도이다. 도 3은, 도 1의 A-A 부분을 절취하여 도시한 단면도이다. 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 제너레이터의 복수의 전극 세트를 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 1 is a perspective view showing an X-ray generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the front side wall of FIG. 1 removed. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along portion A-A of FIG. 1. Figure 4 is a diagram schematically showing a plurality of electrode sets of an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 X선 제너레이터(10)는, X선 촬영 장치(미도시)에 내장될 수 있다. X선 제너레이터(10)는, 높은 운동에너지를 지닌 전자를 복수개의 타겟(target, 211)에 각각 충돌시켜 멀티 X선을 생성할 수 있다. X선 제너레이터(10)는, 다양한 분야에 걸쳐 사용될 수 있다. 예를 들어, X선 제너레이터(10)는, 각종 의료부문, 재료과학부문, 우주물리학부문, 검사 및 관리부문 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다. 특히, X선 제너레이터(10)는, 구강 단층 영상 합성(IO Tomo, Intraoral tomosynthesis)에 사용될 수 있다.The X-ray generator 10 according to an embodiment of the present invention may be built into an X-ray imaging device (not shown). The X-ray generator 10 can generate multi-X-rays by colliding electrons with high kinetic energy into a plurality of targets 211, respectively. The X-ray generator 10 can be used in various fields. For example, the X-ray generator 10 can be used in various fields such as various medical fields, materials science fields, space physics fields, and inspection and management fields. In particular, the X-ray generator 10 can be used for intraoral tomosynthesis (IO Tomo).

도 1 및 도 2를 참조하면, X선 제너레이터(10)는, 탱크(100)를 포함할 수 있다. 탱크(100)는, 단일로 제공될 수 있다. 탱크(100)가 단일로 제공된다는 것은, 하나의 X선 제너레이터(10)가 단 하나의 탱크(100)만을 구비한다는 것일 수 있다. 탱크(100)는, X선 제너레이터(10)의 외관을 이루는 구성일 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the X-ray generator 10 may include a tank 100 . The tank 100 may be provided singly. Providing a single tank 100 may mean that one X-ray generator 10 is provided with only one tank 100. The tank 100 may be configured to form the exterior of the X-ray generator 10.

탱크(100)는, 전측판, 후측판, 좌측판, 우측판으로 이루어진 통의 형상으로 형성될 수 있고, 내부에 서로 연결된 단일공간(100a)을 정의할 수 있다. 즉, 탱크(100)는, 상면 및 하면이 개구면으로 형성될 수 있다. 탱크(100)는, 전체적으로 볼 때, 좌우 방향으로 길게 형성되는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 탱크(100)는, 상하 높이 보다 전후 폭이 길게 형성될 수 있다. 탱크(100)는, 전면 및 후면이 탱크(100)의 전방면 일 지점을 향해 오목하게 구부러진 곡면 혹은 절곡되는 다각면으로 형성될 수 있다.The tank 100 may be formed in the shape of a barrel consisting of a front side plate, a rear side plate, a left side plate, and a right side plate, and may define a single space 100a connected to each other inside. That is, the tank 100 may be formed with an open top and bottom surfaces. When viewed as a whole, the tank 100 may be formed in a rectangular parallelepiped shape that is elongated in the left and right directions. The tank 100 may have a front-to-back width that is longer than the top and bottom height. The front and rear surfaces of the tank 100 may be formed as a curved surface that is concavely bent toward a point on the front surface of the tank 100 or as a polygonal surface that is bent.

탱크(100)에는, 조사슬릿(101)이 형성될 수 있다. 조사슬릿(101)은, 후술할 복수의 타겟(211)에서 각각 생성되는 X선을 탱크(100)의 내부에서 외부로 통과시키기 위해 제공될 수 있다. 조사슬릿(101)은, 탱크(100)의 전측판 상부에 전후 방향으로 관통 형성될 수 있다. 조사슬릿(101)은, 좌우 방향으로 길게 형성되는 장공의 형태로 마련될 수 있다. 조사슬릿(101)에는, 베릴륨 등의 재질로 이루어진 윈도우(window)가 설치될 수 있다. An irradiation slit 101 may be formed in the tank 100. The irradiation slit 101 may be provided to pass X-rays generated from a plurality of targets 211, which will be described later, from the inside of the tank 100 to the outside. The irradiation slit 101 may be formed through the upper part of the front side plate of the tank 100 in the front-back direction. The irradiation slit 101 may be provided in the form of a long hole that is long in the left and right directions. A window made of a material such as beryllium may be installed in the irradiation slit 101.

탱크(100)는, 세라믹(Ceramic)으로 형성될 수 있다. 이 경우 조사슬릿(101)은 밀폐된 형태를 나타내되, 다른 부분 보다 상대적으로 얇은 두께를 나타낼 수 있다. The tank 100 may be made of ceramic. In this case, the irradiation slit 101 may have a sealed shape, but may have a relatively thinner thickness than other parts.

도 2 내지 도 4를 참조하면, X선 제너레이터(10)는, 복수의 전극 세트(200)를 포함할 수 있다. 전극 세트(200) 각각은, X선을 생성하는 X선 소스를 구성할 수 있다. 한 전극 세트(200)는, 하나의 X선 소스가 될 수 있다. 전극 세트(200) 각각은, CNT(Carbon Nano Tube, 탄소나노튜브) 등의 나노 구조물로 이루어진 에미터로부터 방출된 전자로 X선을 생성하는 전계 방출형 X선 소스를 구성할 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 4 , the X-ray generator 10 may include a plurality of electrode sets 200. Each of the electrode sets 200 may constitute an X-ray source that generates X-rays. One electrode set 200 can be one X-ray source. Each of the electrode sets 200 may constitute a field emission type X-ray source that generates X-rays with electrons emitted from an emitter made of nanostructures such as CNT (Carbon Nano Tube).

전극 세트(200) 각각은, 에미터(미도시)가 구비된 캐소드 전극(230), 타겟이 구비된 애노드 전극(210), 캐소드 전극(230)과 애노드 전극(210) 사이에 배치되는 게이트 전극(220)을 포함할 수 있다. 전극 세트(200), 3극관 또는, 4극관 구조로 구성될 수 있다. 전극 세트(200) 각각은, 3극관 구조를 가질 경우, 앞서 말한 캐소드 전극(230), 게이트 전극(220) 및 애노드 전극(210)을 포함하여 구성될 수 있다. 전극 세트(200) 각각은, 4극관 구조를 가질 경우, 앞서 말한 캐소드 전극(230), 게이트 전극(220), 애노드 전극(210) 그리고 게이트 전극(220)과 애노드 전극(210) 사이에 배치되는 집속 전극(미도시)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.Each of the electrode sets 200 includes a cathode electrode 230 provided with an emitter (not shown), an anode electrode 210 provided with a target, and a gate electrode disposed between the cathode electrode 230 and the anode electrode 210. It may include (220). It may be composed of an electrode set 200, a triode structure, or a tetrode structure. When each electrode set 200 has a triode structure, it may be configured to include the aforementioned cathode electrode 230, gate electrode 220, and anode electrode 210. When each of the electrode sets 200 has a tetrode structure, the above-mentioned cathode electrode 230, gate electrode 220, anode electrode 210, and disposed between the gate electrode 220 and the anode electrode 210 It may be configured to additionally include a focusing electrode (not shown).

전극 세트(200) 각각에 포함되는 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 캐소드 전극(230)은, 철·니켈·코발트 합금인 코바르(Kovar)로 형성될 수 있다.The anode electrode 210, gate electrode 220, and cathode electrode 230 included in each electrode set 200 may be formed of Kovar, an iron-nickel-cobalt alloy.

전극 세트(200) 각각은, 탱크(100)에 내장될 수 있다. 전극 세트(220) 각각은 X선 소스로 기능할 수 있는바, 본 발명에 따른 X선 제너레이터(10)는 멀티 X선을 생성하는 멀티 X선 제너레이터가 될 수 있다. 즉, 전극 세트(200) 각각은, 단일의 탱크 내에서 각각 X선을 생성할 수 있다. Each electrode set 200 may be built into the tank 100 . Each of the electrode sets 220 can function as an X-ray source, and the X-ray generator 10 according to the present invention can be a multi-X-ray generator that generates multiple X-rays. That is, each of the electrode sets 200 can generate X-rays within a single tank.

이때, 본 발명에 따른 X선 제너레이터(10)는 애노드 전극(210), 게이트 전극(220), 캐소드 전극(230) 중 2개는 각각 서로 전기적으로 연결 가능하고, 나머지 하나의 적어도 일부는 전기적으로 분리될 수 있다. 일례로 애노드 전극(210)과 게이트 전극(220)은 각각 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 캐소드 전극(230)은 적어도 일부가 전기적으로 분리될 수 있다. At this time, in the can be separated. For example, the anode electrode 210 and the gate electrode 220 may be electrically connected to each other, and at least a portion of the cathode electrode 230 may be electrically separated from each other.

이를 위해 구체적으로 본 발명에 따른 X선 제너레이터(10)는 애노드 전극(210), 게이트 전극(220), 캐소드 전극(230) 중 2개는 각각 서로 물리적으로 연결되고, 나머지 하나는 서로 물리적으로 분리될 수 있다. 일례로 애노드 전극(210)과 게이트 전극(220)은 각각 서로 물리적으로 연결되고, 캐소드 전극(230)은 서로 물리적으로 분리될 수 있다. 그리고 타겟은 복수의 전극 세트에 대응되는 복수로 구비될 수 있다. To this end, specifically, in the It can be. For example, the anode electrode 210 and the gate electrode 220 may be physically connected to each other, and the cathode electrode 230 may be physically separated from each other. Additionally, the target may be provided in plurality corresponding to a plurality of electrode sets.

설명의 편의상, 아래에서는 애노드 전극(210)과 게이트 전극(220)이 각각 서로 전기적/물리적으로 연결되고, 캐소드 전극(230)이 서로 전기적/물리적으로 분리된 경우로 설명한다. For convenience of explanation, the description below will assume that the anode electrode 210 and the gate electrode 220 are electrically/physically connected to each other, and the cathode electrode 230 is electrically/physically separated from each other.

도 3 및 도 4를 참조하면, 애노드 전극(210)은, 탱크(100)의 상단에 위치할 수 있다. 애노드 전극(210)은, 양극부를 형성할 수 있다. 애노드 전극(210)은, 복수의 전극 세트에 걸쳐 단일의 판 형태로 제공될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the anode electrode 210 may be located at the top of the tank 100. The anode electrode 210 may form an anode portion. The anode electrode 210 may be provided in the form of a single plate across a plurality of electrode sets.

애노드 전극(210)의 하단은, X선의 방출 방향을 고려하여 조사슬릿(101)을 바라보는 일측이 위에서 아래로 갈수록 조사슬릿(101)으로부터 멀어지는 경사면을 이룰 수 있고, 경사면에는 타겟(211)이 마련될 수 있다. 애노드 전극(210)의 경사면에 형성되는 타겟(211)은, 탱크(100)의 조사슬릿(101)과 유사한 높이에 위치할 수 있다. 타겟(211)은, 금속, 예를 들어, 텅스텐(tungsten)으로 형성될 수 있다. 타겟(211)은, 전극 세트(200)와 일대일 대응되게 복수로 구비될 수 있고, 애노드 전극(210)을 따라 좌우 방향으로 복수 개 배열될 수 있다. 타겟(211)은, 전극 세트(200)의 개수에 대응하는 개수로 제공될 수 있다.Considering the emission direction of the It can be provided. The target 211 formed on the inclined surface of the anode electrode 210 may be located at a height similar to the irradiation slit 101 of the tank 100. The target 211 may be formed of a metal, for example, tungsten. The targets 211 may be provided in plural numbers in one-to-one correspondence with the electrode set 200, and may be arranged in plural numbers in the left and right directions along the anode electrode 210. The number of targets 211 may correspond to the number of electrode sets 200.

애노드 전극(210)에는, 격벽(212)이 형성될 수 있다. 격벽(212)은, 애노드 전극(210)의 하단에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 격벽(212)은, 애노드 전극(210)의 경사면에서 하측으로 돌출되는 원통형 돌출부일 수 있다. 격벽(212)은, 스테인레스 스틸(Stainless steel)로 형성될 수 있다. 격벽(212)은, 각각의 타겟(211)을 둘러쌀 수 있다. 격벽(212)은, 각각의 타겟(211)에 대응하도록 제공될 수 있다. 격벽(212)은, 타겟(211)을 통해 조사되는 X선이 조사슬릿(101)측으로 방출될 수 있도록 적어도 둘레측 일부분이 일방향으로 개방되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 격벽(212)에는, 타겟(211)에 의해 생성되는 X선의 경로를 따라 내주면에서 외주면을 관통하도록 구멍 또는 절개부가 형성될 수 있다. 격벽(212)은, 타겟(211)을 통해 조사되는 X선이 원치 않는 방향으로 산란되는 스캐터링 현상을 막아줄 수 있다.A partition wall 212 may be formed on the anode electrode 210. The partition 212 may be formed at the bottom of the anode electrode 210. More specifically, the partition wall 212 may be a cylindrical protrusion that protrudes downward from the inclined surface of the anode electrode 210. The partition wall 212 may be formed of stainless steel. The partition wall 212 may surround each target 211. The partition wall 212 may be provided to correspond to each target 211. The partition wall 212 may be formed so that at least a portion of the peripheral side is open in one direction so that the X-rays irradiated through the target 211 can be emitted toward the irradiation slit 101. For example, a hole or cut may be formed in the partition wall 212 to penetrate from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface along the path of the X-ray generated by the target 211. The partition 212 can prevent the scattering phenomenon in which X-rays irradiated through the target 211 are scattered in an undesirable direction.

애노드 전극(210)은, 상판 테두리 부분이 탱크(100)의 상단 테두리에 올려져 맞닿은 채 브레이징(brazing) 방식 등을 통해 결합될 수 있다. 애노드 전극(210)은, 탱크(100)의 상단 개구면을 밀폐할 수 있다. 애노드 전극(210)의 상판 중앙 부분은, 하측으로 돌출하여 탱크(100)의 공간(100a) 내에 위치하고, 돌출된 중앙 부분의 하면에 타겟(211)이 형성될 수 있다.The anode electrode 210 may be joined through a brazing method, etc., with the edge portion of the upper plate being raised and in contact with the top edge of the tank 100. The anode electrode 210 can seal the upper opening surface of the tank 100. The central portion of the upper plate of the anode electrode 210 protrudes downward and is located within the space 100a of the tank 100, and a target 211 may be formed on the lower surface of the protruding central portion.

도 3 및 도 4를 참조하면, 게이트 전극(220)은, 탱크(100)의 하단에 위치할 수 있다. 게이트 전극(220)은, 후술할 캐소드 전극(230)의 에미터(미도시)로부터 전자 방출을 유도하여 타겟을 향하도록 하는 역할을 할 수 있다. 게이트 전극(220)은, 복수의 전극 세트에 걸쳐 단일의 판 형태로 제공될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the gate electrode 220 may be located at the bottom of the tank 100 . The gate electrode 220 may serve to induce electron emission from an emitter (not shown) of the cathode electrode 230, which will be described later, and direct it toward the target. The gate electrode 220 may be provided in the form of a single plate across a plurality of electrode sets.

게이트 전극(220)에는, 캐소드 전극에 일대일 대응되어 전자가 통과할 수 있도록 상하 방향으로 관통 형성되는 복수의 게이트홀(221)이 형성될 수 있고, 게이트홀(221)에는 에미터(미도시)에 구비된 CNT 등 나노구조물의 도트 패턴과 일대일 대응되는 홀이 구비된 게이트 메쉬(미도시)가 마련될 수 있다. 게이트홀(221) 및 게이트 메쉬(미도시)는, 전극 세트(200)가 복수로 제공됨에 따라 각각의 전극 세트(200)와 일대일 대응되게 좌우 방향으로 복수 개 배열될 수 있다. 게이트홀(221) 및 게이트 메쉬(미도시)는, 전극 세트(200)의 개수에 대응하는 개수로 제공될 수 있다.In the gate electrode 220, a plurality of gate holes 221 may be formed in a one-to-one correspondence with the cathode electrode and penetrating in the vertical direction to allow electrons to pass, and an emitter (not shown) may be formed in the gate hole 221. A gate mesh (not shown) may be provided with holes that correspond one-to-one to the dot pattern of nanostructures such as CNTs provided in . As a plurality of gate holes 221 and gate meshes (not shown) are provided, a plurality of gate holes 221 and gate meshes (not shown) may be arranged in left and right directions in one-to-one correspondence with each electrode set 200. Gate holes 221 and gate meshes (not shown) may be provided in numbers corresponding to the number of electrode sets 200.

게이트 전극(220)은, 둘레측에 형성된 플랜지 부분의 상면이 탱크(100)의 하단 테두리에 맞닿은 채 브레이징(brazing) 방식 등을 통해 결합될 수 있다. 게이트 전극(220)은, 탱크(100)의 하단 개구면을 밀폐할 수 있다. 게이트 전극(220)의 상부 일부분은, 탱크(100)의 공간(100a) 내에 위치할 수 있고, 이에 따라 게이트홀(221)은, 상단부가 공간(100a)과 연통될 수 있고, 하단부가 후술할 캐소드 케이스(231) 내부와 연통될 수 있다.The gate electrode 220 may be joined through a brazing method, etc., with the upper surface of the flange portion formed on the peripheral side in contact with the lower edge of the tank 100. The gate electrode 220 can seal the lower opening surface of the tank 100. The upper portion of the gate electrode 220 may be located within the space 100a of the tank 100, and accordingly, the upper end of the gate hole 221 may communicate with the space 100a, and the lower end may be described later. It may be in communication with the inside of the cathode case 231.

도 3 및 도 4를 참조하면, 캐소드 전극(230)은, 애노드 전극(210)에 대향하도록 게이트 전극(220)의 하부에 위치할 수 있다. 캐소드 전극(230)은, 음극부를 형성할 수 있다. 캐소드 전극(230)은, 복수의 전극 세트(200)에 대응하여 서로 전기적, 물리적으로 분리된 복수로 제공될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the cathode electrode 230 may be located below the gate electrode 220 to face the anode electrode 210 . The cathode electrode 230 may form a cathode portion. The cathode electrodes 230 may be provided in plural numbers, electrically and physically separated from each other, corresponding to the plurality of electrode sets 200 .

캐소드 전극(230)의 상단에는, 전자를 생성하여 방출하는 에미터(미도시)가 마련될 수 있다. 에미터(미도시)에는 CNT 등의 나노구조물로 이루어진 도트 패턴이 형성될 수 있다. 에미터(미도시)의 도트 패턴에서 생성된 전자는, 게이트홀(221)을 통과하여 타겟(211)측으로 이동할 수 있다.An emitter (not shown) that generates and emits electrons may be provided on the top of the cathode electrode 230. A dot pattern made of nanostructures such as CNT may be formed on the emitter (not shown). Electrons generated from the dot pattern of the emitter (not shown) may pass through the gate hole 221 and move toward the target 211.

캐소드 전극(230)은, 게이트홀(221)의 하단 둘레를 감싸도록 게이트 전극(220)의 하면에 결합되는 캐소드 케이스(231)에 결합될 수 있다. 캐소드 케이스(231)는, 탱크(100)의 외부에 위치할 수 있고, 캐소드 전극(230)은, 캐소드 케이스(231)에 결합되므로 캐소드 케이스(231)와 함께 탱크(100)의 외부에 위치할 수 있다. 캐소드 전극(230)은, 상판 테두리 부분이 캐소드 케이스(231)의 하단 테두리에 맞닿은 채 결합될 수 있다. 캐소드 전극(230)의 중앙부는, 캐소드 케이스(231)의 내부에 위치할 수 있다.The cathode electrode 230 may be coupled to the cathode case 231 coupled to the lower surface of the gate electrode 220 to surround the lower edge of the gate hole 221. The cathode case 231 may be located outside the tank 100, and the cathode electrode 230 is coupled to the cathode case 231, so it may be located outside the tank 100 together with the cathode case 231. You can. The cathode electrode 230 may be coupled with the edge of the upper plate in contact with the bottom edge of the cathode case 231. The central portion of the cathode electrode 230 may be located inside the cathode case 231.

캐소드 전극(230')은, 도 7에 도시된 바와 같이, 탱크(100)의 내부에 마련될 수도 있다. 도 7을 참조하면, 캐소드 케이스(231')는, 탱크(100)의 하단 개구면을 완전히 밀폐하여 공간(100a)의 하부를 막는 하판 역할을 하고, 캐소드 전극(230')은, 캐소드 케이스(231')와 게이트 전극(220) 사이에 배치되는 형태로 탱크(100)의 내부 하단에 위치할 수도 있다.The cathode electrode 230' may be provided inside the tank 100, as shown in FIG. 7. Referring to FIG. 7, the cathode case 231' serves as a lower plate to completely seal the lower opening surface of the tank 100 and blocks the lower part of the space 100a, and the cathode electrode 230' is a cathode case ( 231') and the gate electrode 220 may be located at the inner bottom of the tank 100.

전극 세트(200)는, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 캐소드 전극(230)을 포함하여 X선 소스를 구성할 수 있으며, 각각의 캐소드 전극(230)의 상단에 위치한 에미터(미도시)를 통해 방출된 전자는 각각의 게이트홀(221)을 통해 애노드 전극(210)측으로 가속되고, 가속된 전자를 애노드 전극(210)의 하단에 위치한 타겟(211)에 충돌하여 X선을 발생시킬 수 있다. 이와 같이 발생되는 X선은, 조사슬릿(101)을 통해 X선 탱크(100)의 외부의 디텍터(300)를 향해 조사될 수 있다. 이를 위해 애노드 전극(210)에는 애노드 전압이, 캐소드 전극(230)에는 캐소드 전압이, 게이트 전극(220)에는 게이트 전압이 각각 인가될 수 있다. 애노드 전압을 V1, 캐소드 전압을 V2, 게이트 전압을 V3라 하면, V1>V3>V2의 전위차를 나타낼 수 있다. The electrode set 200 may constitute an X-ray source including an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a cathode electrode 230, and an emitter ( (not shown) are accelerated toward the anode electrode 210 through each gate hole 221, and the accelerated electrons collide with the target 211 located at the bottom of the anode electrode 210 to generate X-rays. It can occur. The X-rays generated in this way may be irradiated toward the detector 300 outside the X-ray tank 100 through the irradiation slit 101. To this end, an anode voltage may be applied to the anode electrode 210, a cathode voltage may be applied to the cathode electrode 230, and a gate voltage may be applied to the gate electrode 220. If the anode voltage is V1, the cathode voltage is V2, and the gate voltage is V3, the potential difference can be expressed as V1>V3>V2.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 세트(200)는, 전술했던 바와 같이, 탱크(100)에 복수로 내장될 수 있다. 복수의 전극 세트(200)는, 게이트 전극(220)을 공통 전극으로 공유할 수 있다. 또한, 복수의 전극 세트(200)는, 애노드 전극(210)을 공통 전극으로 공유할 수 있다. 또한, 복수의 전극 세트(200)는, 캐소드 전극(230)을 개별 전극으로 각각 하나씩 포함할 수 있다. 즉, 전극 세트(200)가 복수로 구성되더라도 애노드 전극(210)과 게이트 전극(220)은, 단일로 제공되고, 캐소드 전극(230)은, 전극 세트(200)의 수에 대응하여 동일한 수로 제공될 수 있다. 이에 따라, 복수의 전극 세트(200)에 대해 애노드 전극(210)과 게이트 전극(220)에는, 애노드 전압과 게이트 전압이 각각 공통 전압(common valtage)으로 인가될 수 있고, 각각의 캐소드 전극(230)에는, 개별적으로 캐소드 전압이 인가될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , as described above, a plurality of electrode sets 200 may be installed in the tank 100 . The plurality of electrode sets 200 may share the gate electrode 220 as a common electrode. Additionally, the plurality of electrode sets 200 may share the anode electrode 210 as a common electrode. Additionally, the plurality of electrode sets 200 may each include one cathode electrode 230 as an individual electrode. In other words, even if the electrode set 200 is composed of a plurality, the anode electrode 210 and the gate electrode 220 are provided as a single unit, and the cathode electrode 230 is provided in the same number corresponding to the number of electrode sets 200. It can be. Accordingly, the anode voltage and the gate voltage may be applied as a common voltage to the anode electrode 210 and the gate electrode 220 of the plurality of electrode sets 200, respectively, and each cathode electrode 230 ), the cathode voltage may be applied individually.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 복수의 전극 세트(200)는, 일곱 개의 전극 세트(200)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극 세트(200)는, 제1전극 세트(200a), 제2전극 세트(200b), 제3전극 세트(200c), 제4전극 세트(200d), 제5전극 세트(200e), 제6전극 세트(200f) 및 제7전극 세트(200g)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, in one embodiment of the present invention, the plurality of electrode sets 200 may be composed of seven electrode sets 200. For example, the plurality of electrode sets 200 include a first electrode set 200a, a second electrode set 200b, a third electrode set 200c, a fourth electrode set 200d, and a fifth electrode set ( 200e), a sixth electrode set (200f), and a seventh electrode set (200g).

제1전극 세트(200a), 제2전극 세트(200b), 제3전극 세트(200c), 제4전극 세트(200d), 제5전극 세트(200e), 제6전극 세트(200f) 및 제7전극 세트(200g)는, 공통의 애노드 전극(210)과 공통의 게이트 전극(220)을 각각 공유하고, 제1캐소드 전극(230a), 제2캐소드 전극(230b), 제3캐소드 전극(230c), 제4캐소드 전극(230d), 제5캐소드 전극(230e), 제6캐소드 전극(230f) 및 제7캐소드 전극(230g)을 각각 개별 적으로 포함할 수 있다. The first electrode set (200a), the second electrode set (200b), the third electrode set (200c), the fourth electrode set (200d), the fifth electrode set (200e), the sixth electrode set (200f), and the seventh electrode set (200f). The electrode set 200g shares a common anode electrode 210 and a common gate electrode 220, and includes a first cathode electrode 230a, a second cathode electrode 230b, and a third cathode electrode 230c. , may individually include a fourth cathode electrode (230d), a fifth cathode electrode (230e), a sixth cathode electrode (230f), and a seventh cathode electrode (230g).

예를 들어, 제1전극 세트(200a)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제1캐소드 전극(230a)을 포함할 수 있다. 제2전극 세트(200b)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제2캐소드 전극(230b)을 포함할 수 있다. 제3전극 세트(200c)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제3캐소드 전극(230c)을 포함할 수 있다. 제4전극 세트(200d)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제4캐소드 전극(230d)을 포함할 수 있다. 제5전극 세트(200e)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제5캐소드 전극(230e)을 포함할 수 있다. 제6전극 세트(200f)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제6캐소드 전극(230f)을 포함할 수 있다. 제7전극 세트(200g)는, 도 4에서와 같이, 애노드 전극(210), 게이트 전극(220) 및 제7캐소드 전극(230g)을 포함할 수 있다.For example, the first electrode set 200a may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a first cathode electrode 230a, as shown in FIG. 4 . As shown in FIG. 4, the second electrode set 200b may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a second cathode electrode 230b. As shown in FIG. 4 , the third electrode set 200c may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a third cathode electrode 230c. As shown in FIG. 4 , the fourth electrode set 200d may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a fourth cathode electrode 230d. As shown in FIG. 4 , the fifth electrode set 200e may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a fifth cathode electrode 230e. As shown in FIG. 4 , the sixth electrode set 200f may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a sixth cathode electrode 230f. As shown in FIG. 4, the seventh electrode set 200g may include an anode electrode 210, a gate electrode 220, and a seventh cathode electrode 230g.

이때, 애노드 전극(210)에 형성되는 타겟(211)과 게이트 전극(220)에 형성되는 게이트홀(221) 및 게이트 메쉬(미도시)는, 전극 세트(200)의 수 및 캐소드 전극(230)의 수에 대응하여 일곱 개씩 형성될 수 있고, 서로 대응하는 타겟(211), 게이트홀(221), 게이트 메쉬(미도시), 캐소드 전극(230)은, 수직 방향으로 대향하게 배치될 수 있다.At this time, the target 211 formed on the anode electrode 210, the gate hole 221 formed on the gate electrode 220, and the gate mesh (not shown) are determined by the number of electrode sets 200 and the cathode electrode 230. Seven may be formed corresponding to the number, and the corresponding targets 211, gate holes 221, gate mesh (not shown), and cathode electrodes 230 may be arranged to face each other in the vertical direction.

복수의 전극 세트(200)는, 이와 같이 구성되어 탱크(100)의 공간에 내장되도록 설치될 수 있고, 이로 인해 탱크(100)에는, 일곱 개의 X선 소스가 멀티 X선 소스로써 모듈레이션될 수 있다. 복수의 전극 세트(200)에 의해 멀티 X선 소스로 구성되는 각각의 X선 소스는, 제1 내지 제7캐소드 전극(230a ~ 230g)에 인가되는 캐소드 전압을 각각 개별 제어함에 따라 개별적으로 온/오프 제어 가능할 수 있다.The plurality of electrode sets 200 can be configured in this way and installed to be built into the space of the tank 100, and as a result, the seven X-ray sources in the tank 100 can be modulated as multi-X-ray sources. . Each X-ray source, which is composed of a multi Off control may be possible.

본 실시예에서는, 복수의 전극 세트(200)를 일곱 개의 세트로 설명하였지만, 복수의 전극 세트(200)는, 필요에 따라 그 수가 달라질 수 있다. 복수의 전극 세트(200)의 수가 달라질 경우, 이에 대응하여 타겟(211)의 수, 게이트홀(221)의 수, 게이트 메쉬(미도시)의 수 및 캐소드 전극(230)의 수도 달라질 수 있다.In this embodiment, the plurality of electrode sets 200 are described as seven sets, but the number of the plurality of electrode sets 200 may vary depending on need. When the number of the plurality of electrode sets 200 varies, the number of targets 211, the number of gate holes 221, the number of gate meshes (not shown), and the number of cathode electrodes 230 may vary correspondingly.

또한, 본 실시예에서는, 애노드 전극(210)과 게이트 전극(220)을 각각 공통 전극으로 하고, 캐소드 전극(230)을 개별 전극으로 한다고 하였으나, 이와 달리 애노드 전극(210)과 캐소드 전극(230)을 각각 공통 전극으로 하고, 게이트 전극(220)을 개별 전극으로 할 수도 있고, 게이트 전극(220)과 캐소드 전극(230)을 각각 공통 전극으로 하고, 애노드 전극(210)을 개별 전극으로 할 수도 있다. In addition, in this embodiment, it is said that the anode electrode 210 and the gate electrode 220 are each used as a common electrode, and the cathode electrode 230 is used as an individual electrode. However, unlike this, the anode electrode 210 and the cathode electrode 230 are used as separate electrodes. may be used as a common electrode, and the gate electrode 220 may be used as an individual electrode, or the gate electrode 220 and the cathode electrode 230 may be used as a common electrode, and the anode electrode 210 may be used as an individual electrode. .

도 5는, 복수 개의 타겟이 일 직선 상에 배열된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6은, 복수 개의 타겟이 원호 상에 배열된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 5 is a diagram schematically showing a state in which a plurality of targets are arranged in a straight line. Figure 6 is a diagram schematically showing a state in which a plurality of targets are arranged on a circular arc.

도 5 및 도 6을 참조하면, 애노드 전극(210)에 형성되는 복수 개의 타겟(211)은, 일정 배열을 갖도록 배열될 수 있다. 복수 개의 타겟(211)은, 직선 형태로 배열되거나, 곡선 형태로 배열될 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the plurality of targets 211 formed on the anode electrode 210 may be arranged to have a certain arrangement. The plurality of targets 211 may be arranged in a straight line or a curved line.

도 5를 참조하면, 복수 개의 타겟(211), 예를 들면, 일곱 개의 타겟(211)이 X선 제너레이터(10)의 외부, 일례로 디텍터(300)의 수광면과 평행한 일 직선(L)을 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 이때, 각각의 타겟(211)은, 디텍터(300)를 향해 X선이 조사될 수 있도록 각도를 달리할 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of targets 211, for example, seven targets 211, are formed on the outside of the X-ray generator 10, for example, in a straight line (L) parallel to the light-receiving surface of the detector 300. It can be arranged at equal intervals along . At this time, each target 211 may have a different angle so that X-rays can be irradiated toward the detector 300.

도 6을 참조하면, 복수 개의 타겟(211), 예를 들면, 일곱 개의 타겟(211)이 X선 제너레이터(10)의 외부, 일례로 디텍터(300) 상의 일 지점(310)을 중심으로 하는 가상의 원의 호(C)를 따라 등간격으로 배열될 수 있다. 이때, 각각의 타겟(211)은, 디텍터(300) 상의 일 지점(310)으로부터 모두 동일 거리에 위치할 수 있다. 이때, 각각의 타겟(211)은, 배열 상태로 인한 곡률로 인해 X선이 자연스럽게 디텍터(300)를 향해 조사될 수 있다. 복수 개의 타겟(211)이 도 6과 같이 배열될 경우, 탱크(100)는, 디텍터(300) 상의 일 지점(310)을 중심으로 하는 가상의 원의 호(C)에 대응하여 곡선 또는 다각형 형태의 구조로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6, a plurality of targets 211, for example, seven targets 211, are virtual outside of the X-ray generator 10, for example, centered on a point 310 on the detector 300. It can be arranged at equal intervals along the arc (C) of the circle. At this time, each target 211 may be located at the same distance from one point 310 on the detector 300. At this time, the X-rays of each target 211 may naturally be irradiated toward the detector 300 due to the curvature due to the arrangement state. When a plurality of targets 211 are arranged as shown in FIG. 6, the tank 100 has a curved or polygonal shape corresponding to the arc C of an imaginary circle centered on a point 310 on the detector 300. It can be formed into a structure of.

도 5와 도 6에서는, 복수 개의 타겟(211)이 1열로만 형성되어 있으나, 복수 개의 타겟(211)은, 필요에 따라 좌우 방향을 따라 복수 열로 배열될 수도 있다. 이때, 전후로 상호 인접한 두 열의 타겟(211)들은, X선의 조사 시, 서로 간의 간섭을 피할 수 있도록 전후 방향으로 어긋나게 배열될 수 있다.In FIGS. 5 and 6 , the plurality of targets 211 are formed in only one row, but the plurality of targets 211 may be arranged in plural columns along the left and right directions as needed. At this time, the two rows of targets 211 adjacent to each other front and rear may be arranged to be offset in the front and rear directions to avoid interference with each other when X-rays are irradiated.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the claims to be described.

10: X선 제너레이터 100: 탱크
101: 조사슬릿 110a: 공간
200: 전극 세트 200a: 제1전극 세트
200b: 제2전극 세트 200c: 제3전극 세트
200d: 제4전극 세트 200e: 제5전극 세트
200f: 제6전극 세트 200g: 제7전극 세트
210: 애노드 전극 211: 타겟
220: 게이트 전극 221: 게이트 홀
230, 230': 캐소드 전극 230a: 제1캐소드 전극
230b: 제2캐소드 전극 230c: 제3캐소드 전극
230d: 제4캐소드 전극 230e: 제5캐소드 전극
230f: 제6캐소드 전극 230g: 제7캐소드 전극
231, 231':캐소드 케이스 300: 디텍터
301: 디텍터 상의 일 지점 L: 일 직선
C: 원의 호10: X-ray generator 100: Tank
101: Irradiation slit 110a: Space
200: electrode set 200a: first electrode set
200b: second electrode set 200c: third electrode set
200d: fourth electrode set 200e: fifth electrode set
200f: 6th electrode set 200g: 7th electrode set
210: anode electrode 211: target
220: Gate electrode 221: Gate hole
230, 230': cathode electrode 230a: first cathode electrode
230b: second cathode electrode 230c: third cathode electrode
230d: fourth cathode electrode 230e: fifth cathode electrode
230f: 6th cathode electrode 230g: 7th cathode electrode
231, 231': cathode case 300: detector
301: One point on the detector L: One straight line
C: arc of a circle

Claims

A tank providing a single internal space;
A plurality of electrode sets, each of which includes a cathode electrode equipped with an emitter, an anode electrode equipped with a target, and a gate electrode between the cathode electrode and the anode electrode, and at least a portion of which is mounted in the internal space,
Two of the anode electrode, the cathode electrode, and the gate electrode are electrically connected to each other, and the other one is at least partially electrically separable,
X-ray generator.

According to claim 1,
The anode electrode and the gate electrode are each electrically connectable to each other,
The cathode electrode is at least partially electrically separable,
X-ray generator.

According to claim 1,
Two of the anode electrode, the cathode electrode, and the gate electrode are each physically connected to each other, and the remaining one is physically separated from each other,
X-ray generator.

According to claim 3,
The anode electrode and the gate electrode are each physically connected to each other,
The cathode electrodes are physically separated from each other,
X-ray generator.

According to claim 1,
According to paragraph 1,
The target is provided in plural numbers corresponding to the plurality of electrode sets,
X-ray generator.

According to claim 5,
In the anode electrode, a partition wall is formed surrounding each of the targets,
X-ray generator.

According to claim 6,
The partition wall is open on one side,
X-ray generator.

According to claim 5,
The plurality of targets are arranged at equal intervals in a straight line, or arranged at equal intervals along the arc of a circle centered on a point outside the tank,
X-ray generator.

According to claim 2,
At least a portion of the cathode electrode is exposed to the outside of the tank,
X-ray generator.