KR101348840B1 - A compact type x-ray control device - Google Patents

Abstract

In the present invention, disclosed is a remote control X-ray device. The device includes: an X-ray generating unit which includes one or more insulation pillars and a plurality of electrodes and emits an X-ray in a vacuum state; an electrode power control unit which is connected to the electrodes, senses a feedback voltage and a feedback current after receiving DC power and boosting the DC power, and individually controls power applied to each electrode; and a control unit which programs on and off signals to switch the X-ray generating unit and programs the voltage and current of the applied power by receiving and monitoring the sensed feedback voltage and current. [Reference numerals] (220) First electrode power control unit; (240) Second electrode power control unit; (260) Third electrode power control unit; (280) Fourth electrode power control unit; (300) Control unit; (90) DC power generating unit

Description

컴팩트형 엑스레이 제어 장치{A compact type x-ray control device}A compact type x-ray control device

본 발명은 엑스레이 제어 장치에 관한 것으로서, 특히 디지털 전자빔을 이용한 치료용 디지털 방사선 기술을 이용하여 방사선 진단 시 피검체의 움직이는 장기의 영상의 화질을 극대화하고, 엑스레이 발생부로부터 방출되는 전자 궤적 변화를 용이하게 제어하며, 나노 소재를 이용한 전계 방출 방식의 엑스레이 소스를 사용하는 컴팩트형 엑스레이 제어 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an x-ray control device, and in particular, to maximize the image quality of the moving organ image of the subject during radiation diagnosis using a therapeutic digital radiation technology using a digital electron beam, and to easily change the electron trajectory emitted from the x-ray generator The present invention relates to a compact x-ray control apparatus using a field emission type x-ray source using nano materials.

일반적으로 IT 융합 기술의 시대에 디지털화가 진행이 가장 느린 분야는 의료 영상 및 기술로, 향후 전 세계적으로 방사선 기술의 디지털화는 급속히 진행될 것이며, 디지털 기술 개발에 뒤처진다면 향후 20년 이내에 의료기기 시장 내에서 퇴출될 가능성이 큰 실정이다.In general, in the era of IT convergence technology, the slowest digitalization is medical imaging and technology. In the future, the digitalization of radiation technology will progress rapidly. If it lags behind the development of digital technology within the medical device market within the next 20 years. It is very likely that they will be removed.

의료기기의 디지털화는 전자빔의 디지털화가 선행되어야 하며 세계의 유수 기업들은 디지털 전자빔 개발에 전력을 쏟고 있고, 국내의 굴지의 기업 연구소에서도 개발을 서두르고 있다. The digitalization of medical devices should be preceded by the digitization of electron beams, and the world's leading companies are focusing on the development of digital electron beams.

이와 같이 디지털 전자빔을 이용한 치료용 디지털 방사선 기술은 차세대 의료기기 시장을 지배할 주요 기술로 부각되고 있음에도 불구하고 종래에는 치료 방사선 발생을 위해 거대한 입자 가속기인 싱크로트론(synchrotron; 시간에 따라 자기장과 전기 진동기의 진동수가 변하여 원운동을 하는 대전 입자의 반지름을 일정하게 유지하게 하는 입자 가속기), 고출력 레이저와 고체 타켓을 이용하는 레이저 플라즈마 가속기, 또는 열전자 방출소자 등을 이용하고 있는 실정이다.Although the therapeutic digital radiation technology using the digital electron beam is emerging as the main technology to dominate the next generation medical device market, conventionally, the synchrotron, which is a huge particle accelerator for generating therapeutic radiation, Particle accelerators to maintain a constant radius of the charged particles in a circular motion by changing the frequency), a laser plasma accelerator using a high-power laser and a solid target, or a thermal electron emitting device.

하지만, 상기 종래의 아날로그 방식의 엑스레이 광원들은 높은 평균 출력을 제공할 수 있다는 장점은 있으나, 이를 위해서는 고전압을 공급받아야 하는데 엑스레이 소스의 애노드 전극에 급격한 고전압이 인가되는 경우 엑스레이 장비가 손상될 위험이 있고, 엑스레이 소스로부터 방출되는 X-선의 방사능 양이 엑스레이 소스에 공급되는 전압에 비례하여 과량 방출되어 피검체 및 측정자의 피폭 피해 정도가 심각해질 가능성이 있었다.
However, although the conventional analog X-ray light sources have an advantage of providing a high average output, for this purpose, a high voltage must be supplied. However, when a sudden high voltage is applied to the anode electrode of the X-ray source, the X-ray equipment may be damaged. In addition, the amount of X-ray radiation emitted from the X-ray source may be excessively released in proportion to the voltage supplied to the X-ray source, which may seriously damage the exposure of the subject and the measurer.

도 1은 종래 기술에 따른 원격 제어 엑스레이 장치의 개략적인 단면도로서, 엑스레이 디텍터(10), 메인 진공 챔버(20) 및 엑스레이 소스(50), 엑스레이 필터(30), 고전압 발생기(60), 제어부(70), 차폐물(80)을 구비하고, 제어부(70)는 제어 박스(72) 및 제어 컴퓨터(74)를 포함한다. 1 is a schematic cross-sectional view of a remote control X-ray apparatus according to the related art, which includes an X-ray detector 10, a main vacuum chamber 20 and an X-ray source 50, an X-ray filter 30, a high voltage generator 60, and a controller ( 70, a shield 80, and the control unit 70 includes a control box 72 and a control computer 74.

도 2는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 원격 제어 엑스레이 시스템 내 고전압 발생기(60)의 회로도로서, 9개의 핀들(P1 내지 P9), 2개의 가변저항들(VR1, VR2), 저항(R1), 전압계(62), 전류계(64), 제어 스위치(66), 트랜지스터(TR), 및 LED를 포함한다. FIG. 2 is a circuit diagram of the high voltage generator 60 in the remote control X-ray system according to the related art shown in FIG. 1, with nine pins P1 to P9, two variable resistors VR1 and VR2, and a resistor R1. , Voltmeter 62, ammeter 64, control switch 66, transistor TR, and LED.

도 1 및 도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 원격 제어 엑스레이 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1 and 2 will be described the operation of the remote control X-ray apparatus according to the prior art.

일반적으로 엑스레이 소스(50) 내 애노드 전극에 급격한 전압을 인가하는 경우, 엑스레이 장비가 손상되거나 X-선이 과량 방출되어 피폭 안전상 위험하다.In general, when a sudden voltage is applied to the anode electrode in the X-ray source 50, the X-ray equipment is damaged or the X-rays are excessively released, which is a risk for exposure safety.

이에, 종래에는 제어 컴퓨터(74)가 고전압 발생기(60)의 안전한 고전압 발생을 프로그램하기 위하여 고전압 발생기(60)의 제4핀(P4)을 이용하여 시간에 따른 단위 시간당 상승 전압을 인가할 수 있었다.Thus, in the related art, the control computer 74 may apply a rising voltage per unit time over time by using the fourth pin P4 of the high voltage generator 60 to program a safe high voltage generation of the high voltage generator 60. .

또한, 제어 컴퓨터(74)가 고전압 발생기(60)의 안전한 출력 전류를 모니터링하기 위하여 고전압 발생기(60)의 제6핀(P6)을 이용하여 출력 전류의 최대값을 제한함으로써 고전압 발생기(60)에서 최대값 이상의 전류가 출력되는 것을 방지할 수 있었다.In addition, the control computer 74 limits the maximum value of the output current by using the sixth pin P6 of the high voltage generator 60 to monitor the safe output current of the high voltage generator 60 in the high voltage generator 60. It was possible to prevent the output of a current higher than the maximum value.

한편, 엑스레이 장비의 장기간의 사용은 엑스레이 소스(50) 내 에미터의 수명을 변화시키고, 변화된 에미터의 수명은 고전압 발생기(60)로부터 엑스레이 소스(50)에 인가되는 전압의 변화를 요구하게 된다.On the other hand, long-term use of the x-ray equipment changes the lifetime of the emitter in the x-ray source 50, the changed lifetime of the emitter will require a change in the voltage applied from the high voltage generator 60 to the x-ray source 50 .

이에, 종래에는 제어 컴퓨터(74)가 고전압 발생기(60)의 안전한 출력 전압을 모니터링하기 위하여 고전압 발생기(60)의 제3핀(P3)을 이용하여 전류에 따른 전압 인가를 자동 변환하여 인가할 수 있었다.Thus, in the related art, in order to monitor the safe output voltage of the high voltage generator 60, the control computer 74 may automatically convert and apply the voltage application according to the current using the third pin P3 of the high voltage generator 60. there was.

하지만, 종래 기술에 따른 아날로그 방식의 원격 제어 엑스레이 시스템 내 제어 박스는 제어 컴퓨터의 명령에 응답하여 고전압 발생기의 출력 전압 및 출력 전류를 원격으로 제어함으로써 과전압 및 과전류 출력을 억제하여 엑스레이 소스(50)로부터 발생하는 X-선으로부터의 피폭 피해를 방지할 수 있기는 하지만, 전력 제어가 아날로그적으로 수행되어 장치의 사이즈가 커지고 소모 전력이 큰 문제점이 있었다.However, the control box in the analog remote control X-ray system according to the prior art controls the output voltage and output current of the high voltage generator remotely in response to a command of the control computer to suppress the overvoltage and overcurrent outputs from the X-ray source 50. Although it is possible to prevent the exposure damage from the X-rays generated, power control is performed analogously, so that the size of the device is large and power consumption is large.

또한, 엑스레이 소스 내 엑스레이 발생부의 온/오프 스위칭 동작과 움직이는 장기의 동기화가 어려워 고품질의 영상 획득이 쉽지 않고, CT나 각종 치료기와 같은 고부가가치 방사선 장비로의 응용으로의 확대를 도모하는 데 한계가 있었다.In addition, the on / off switching operation of the X-ray generator in the X-ray source and the difficulty of synchronizing moving organs make it difficult to obtain high-quality images, and it is difficult to expand the application to high value-added radiation equipment such as CT and various treatment devices. there was.

한편, 상기 종래의 아날로그 방식의 엑스레이 소스들은 가속된 전자들의 에너지가 불균일하기 때문에 발생하는 전자빔 또는 엑스선의 품질이 매우 낮고, 원하는 크기의 전자 방출 소자를 제공할 수 없으며, 초기 전자 방출 형태의 퍼짐 정도가 커서 포커싱 전극과 게이트 전극의 대형화를 가져오게 되는 단점이 있었다.
On the other hand, the conventional analog X-ray sources are very low quality of the electron beam or X-ray generated due to the non-uniform energy of the accelerated electrons, can not provide the electron emitting device of the desired size, the degree of spread of the initial electron emission form As a result, the size of the focusing electrode and the gate electrode was increased.

본 발명의 목적은 방사선 진단 시 피검체의 움직이는 장기의 영상을 보다 극대화하기 위한 디지털 방사선 기술을 이용하여 엑스레이 발생부의 각 전극에 공급되는 전력을 병렬적으로 제어할 수 있는 컴팩트형 엑스레이 제어 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a compact X-ray control apparatus capable of controlling the power supplied to each electrode of the X-ray generator in parallel by using digital radiation technology for maximizing the image of the moving organ of the subject during radiation diagnosis. It is.

또한, 엑스레이 발생부 내 캐소드 전극 상에 제공되는 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 전극들의 고정 위치 및 상호간의 간격을 조절하고 에미터로부터 방출되는 전자 궤적 변화를 용이하게 제어할 수 있는 컴팩트형 엑스레이 제어 장치를 제공하는 것이다. In addition, a compact x-ray control apparatus for controlling the fixed position and the distance between the electrodes and at least one of the insulating pillars provided on the cathode electrode in the x-ray generating unit to easily control the change in the electron trajectory emitted from the emitter To provide.

또한, 엑스레이 소스에서 나노 소재를 이용한 전계 방출 방식의 엑스선 소스를 사용하는 컴팩트형 엑스레이 제어 장치를 제공하는 것이다.
In addition, the present invention provides a compact X-ray control apparatus using a field emission X-ray source using a nano material in the X-ray source.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 하나 이상의 절연 기둥 및 복수개의 전극들을 구비하고 진공 상태에서 X-선을 방출시키는 엑스레이 발생부; 상기 복수개의 전극들에 각각 연결되어 직류 전원을 인가받아 승압한 후 궤환 전압 및 궤환 전류를 감지하고 상기 복수개의 전극들 각각에 인가되는 전력을 개별적으로 제어하는 전극 전력 제어부; 및 상기 엑스레이 발생부를 스위칭하는 온/오프 신호를 프로그래밍하고, 감지된 상기 궤환 전압 및 상기 궤환 전류를 인가받아 모니터링하여 상기 인가되는 전력의 전압 및 전류를 프로그래밍하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is provided with one or more insulating pillars and a plurality of electrodes X-ray generating unit for emitting X-rays in a vacuum state; An electrode power controller connected to the plurality of electrodes, respectively, boosted by receiving a DC power, sensing a feedback voltage and a feedback current, and individually controlling power applied to each of the plurality of electrodes; And a controller configured to program an on / off signal for switching the X-ray generator, and to program the voltage and current of the applied power by monitoring the sensed feedback voltage and the feedback current.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 엑스레이 발생부는, 캐소드 전극; 상기 캐소드 전극 상측에 형성되는 에미터; 상기 에미터 상측에 위치하는 애노드 전극; 상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 게이트 전극; 및 상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 제1 및 제2 포커싱 전극;을 포함하고, 상기 캐소드 전극에는 상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극의 위치를 고정 및 조절할 수 있는 하나 이상의 절연 기둥이 제공되는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is the X-ray generating unit, the cathode electrode; An emitter formed above the cathode electrode; An anode located above the emitter; A gate electrode positioned between the emitter and the anode electrode; And first and second focusing electrodes positioned between the emitter and the anode electrode, wherein the cathode electrode has one or more positions capable of fixing and adjusting positions of the gate electrode and the first and second focusing electrodes. An insulated column is provided.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 전력 제어부는 Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is the power control unit

상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 애노드 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제1 전극 전력 제어부; A first electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the anode, and be driven in response to the programmed voltage and current;

상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 제2 포커싱 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제2 전극 전력 제어부; 상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 제1 포커싱 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제3 전극 전력 제어부; 및 상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 게이트 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제4 전극 전력 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.A second electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the second focusing electrode, and be driven in response to the programmed voltage and current; A third electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the first focusing electrode, and be driven in response to the programmed voltage and current; And a fourth electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the gate electrode, and be driven in response to the programmed voltage and current.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 전력 제어부는 상기 직류 전원을 인가받아 노이즈를 제거하고 펄스 형태로 변환하여 출력하는 전원 필터링 및 인버팅부; 상기 펄스 형태로 변환된 직류 전원을 인가받아 권선비에 의하여 변압하여 고전압을 출력하는 고전압 변압기; 상기 변압된 고전압을 인가받아 승압하고 분압하여 저전압을 출력하는 고전압 승압 및 분압부; 상기 분압된 저전압을 인가받아 상기 감지된 궤환 전압을 출력하고, 상기 변압된 고전압의 고전류를 인가받아 상기 감지된 궤환 전류를 출력하는 센서부; 및 상기 프로그래밍된 온/오프 신호, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류를 인가받아 상기 인버터를 구동시키고, 상기 감지된 궤환 전압 및 상기 감지된 궤환 전류를 인가받아 상기 제어부에 출력하는 인버터 드라이버;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is the power control unit is a power filtering and inverting unit for removing the noise by applying the DC power and converting the output into a pulse form; A high voltage transformer receiving the DC power converted into the pulse form and transforming the same by a winding ratio to output a high voltage; A high voltage boosting and dividing unit receiving the transformed high voltage to boost and divide the output voltage to output a low voltage; A sensor unit configured to receive the divided low voltage and output the sensed feedback voltage, and to receive the transformed high voltage and output the sensed feedback current; And an inverter driver receiving the programmed on / off signal, the programmed voltage, and a current to drive the inverter, and receiving the sensed feedback voltage and the sensed feedback current and outputting the same to the controller. It features.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 전원 필터링 및 인버팅부는 DC 전원 발생부로부터 상기 직류 전원을 인가받아 노이즈를 제거하는 DC 입력 필터; 및 상기 노이즈가 제거된 직류 전원을 인가받아 상기 인버터 드라이버의 구동에 응답하여 상기 펄스 형태로 출력하는 인버터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is the power filtering and inverting unit is a DC input filter for removing noise by receiving the DC power from the DC power generating unit; And an inverter receiving the DC power source from which the noise is removed and outputting the pulsed power in response to driving of the inverter driver.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 고전압 승압 및 분압부는 상기 변압된 고전압을 인가받아 승압하여 승압된 고전압을 출력하는 고전압 부스터; 및 상기 승압된 고전압을 인가받아 내장된 복수개의 저항들을 이용하여 분압하여 분압된 상기 저전압을 출력하는 고전압 궤환 분압기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is a high voltage booster and the voltage divider is a high voltage booster for outputting a boosted high voltage by applying the transformed high voltage; And a high voltage feedback voltage divider configured to receive the boosted high voltage and divide the voltage by using a plurality of built-in resistors to output the divided low voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 센서부는 분압된 상기 저전압을 인가받아 내장된 저항에서 전압을 감지하고 상기 궤환 전압을 출력하는 궤환 전압 센서; 및 상기 변압된 고전압의 고전류를 인가받아 내장된 저항에서 전류를 감지하고 상기 궤환 전류를 출력하는 궤환 전류 센서;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is the sensor unit is applied to the divided voltage low voltage senses a voltage from the built-in resistor and outputs the feedback voltage; And a feedback current sensor configured to receive a high current of the transformed high voltage, sense a current in an internal resistor, and output the feedback current.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 고전압 부스터는 코크로프트-월턴(Cockroft Walton) 승압 회로인 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the high voltage booster is a Cocroft Walton boost circuit.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 엑스레이 발생부는 하나의 단위 엑스레이 소스, 복수의 단위 엑스레이 소스 및 컴퓨터 단층 촬영기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The compact x-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the x-ray generator is any one of a unit x-ray source, a plurality of unit x-ray source and a computer tomography camera.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극은 상기 하나 이상의 절연 기둥이 관통될 수 있도록 구성되는 구성되는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the gate electrode and the first and second focusing electrode is configured to be configured so that the one or more insulating pillars.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 에미터는 점광원 형태 및 면광원 형태 중 어느 하나 이상의 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.Compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is characterized in that the emitter has a form of any one or more of the point light source form and the surface light source form.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 하나 이상의 절연 기둥은 그 내부가 빈 중공형 또는 꽉찬 기둥 형태로 형성되며, 그리고 Compact x-ray control device of the present invention for achieving the above object is the one or more insulated pillars are formed in the form of hollow or hollow pillars, and

상기 하나 이상의 절연 기둥이 빈 중공형일 경우, 상기 하나 이상의 절연 기둥의 내부에는 외부 전원과 연결된 전선이 위치하는 것을 특징으로 한다.When the at least one insulating pillar is hollow, the at least one insulating pillar may be connected to an external power source.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 하나 이상의 절연 기둥 각각에는 하나 이상의 제1홀이 제공되며, 상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극 각각에는 하나 이상의 제2홀이 제공되며, 상기 제2홀 및 상기 제1홀을 관통하여 상기 전선에 접촉하는 전원 연결 부재를 통하여, 외부 전원으로부터 상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극 각각에 전원을 인가하는 것을 특징으로 한다.The compact X-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is provided with one or more first holes in each of the one or more insulating pillars, one or more second holes in the gate electrode and each of the first and second focusing electrodes And a power source applied to the gate electrode and the first and second focusing electrodes from an external power source through a power connection member penetrating the second hole and the first hole to contact the wire. It is done.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 상기 게이트 전극과 상기 제1 및 제2 포커싱 전극 각각의 고정 위치를 상기 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 조절함으로써, 상기 에미터로부터 방출되는 전자의 궤적을 제어하는 것을 특징으로 한다.The compact x-ray control apparatus of the present invention for achieving the above object is to adjust the fixed position of each of the gate electrode and the first and second focusing electrode through the one or more insulating pillars, so that the electrons emitted from the emitter It is characterized by controlling the trajectory.

본 발명에 의할 경우, 전력 제어가 디지털 방식으로 수행되어 장치의 사이즈 및 소모 전력을 대폭 줄일 수 있고, 엑스레이 발생부의 온/오프 스위칭 동작과 피검체의 움직이는 장기의 동기화를 통하여 고품질의 영상 획득이 가능하다.According to the present invention, power control can be performed digitally to drastically reduce the size and power consumption of the device, and obtain high quality images through on / off switching operation of the X-ray generator and synchronization of moving organs of the subject. It is possible.

또한, 멀티소스 배열이 가능하고 컴퓨터 프로그램을 통하여 전원 전류 및 전원 전압의 간편한 보정이 가능하여 고부가가치 방사선 장비로의 응용으로의 확대를 도모할 수 있게 된다.In addition, the multi-source arrangement is possible, and the computer program allows easy correction of the supply current and the supply voltage, thereby expanding the application to high value-added radiation equipment.

또한, 엑스레이 발생부 내 절연 기둥을 통한 전극들의 위치 조절을 통하여 고효율의 전자 방출 특성 제어가 가능하고, 안정적인 전자 방출을 통하여 장비의 수명을 연장시켜 유지 비용을 감소시킬 수 있으며, X-선의 빔 직경 미세화를 통해 고분해능 및 출력 조절이 용이하다.In addition, high-efficiency electron emission characteristics can be controlled by controlling the position of the electrodes through the insulation pillar in the X-ray generator, and the maintenance cost can be reduced by extending the life of the equipment through stable electron emission, and the beam diameter of the X-ray Higher resolution and easier power control through refinement.

또한, 나노 소재를 이용한 엑스선 소스를 이용하므로 방출 전자의 운동 에너지가 거의 일정하고 전자 방출 방향성이 양호하여 정전기 렌즈 등을 통해 쉽게 초점 크기를 제어할 수 있으므로 매우 선명한 방사선 영상을 얻을 수 있다. In addition, since the X-ray source using the nanomaterial is used, the kinetic energy of the emitted electrons is almost constant and the electron emission direction is good, so that the focal size can be easily controlled through an electrostatic lens, thereby obtaining a very clear radiographic image.

또한, 전계 방출 방식의 엑스선 소스를 이용하므로 정전기적으로 정밀하게 엑스선 초점크기를 조절할 수 있고, 회전축 유격에 의한 오차를 줄일 수 있으므로 경계의 흐림을 극단적으로 줄일 수 있어서 재구성 영상의 질적 향상을 획득할 수 있게 된다.
In addition, the field emission type X-ray source can be used to precisely control the X-ray focal size electrostatically and to reduce the error caused by the play of the axis of rotation, thereby reducing the blurring of the boundary to obtain a qualitative improvement of the reconstructed image. It becomes possible.

도 1은 종래 기술에 따른 원격 제어 엑스레이 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 원격 제어 엑스레이 시스템 내 고전압 발생기(60)의 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치가 적용되는 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스 내 엑스레이 발생부(100)를 아래에서 본 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스에 사용되는 절연 기둥(160)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치의 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치 내 제1 전극 전력 제어부의 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치를 통하여 획득한 엑스레이 작동 펄스의 시간의 변화에 따른 게이트 전압 및 캐소드 전압의 변화를 시뮬레이션한 결과 파형도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a remote control x-ray apparatus according to the prior art.
2 is a circuit diagram of a high voltage generator 60 in a remote control x-ray system according to the prior art shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of an x-ray source having a cooling and shielding function to which a compact x-ray control apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 4 is a perspective view of the X-ray generator 100 in the X-ray source having the cooling and shielding functions shown in FIG. 3 from below.
FIG. 5 is a schematic diagram of an insulating pillar 160 used in the X-ray source having the cooling and shielding function shown in FIG. 3.
6 is a block diagram of a compact x-ray control apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of the first electrode power control unit in the compact X-ray control apparatus shown in FIG. 6.
8 is a waveform diagram of a simulation result of a change in gate voltage and cathode voltage according to a change in time of an x-ray operation pulse obtained through the compact x-ray control apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the compact x-ray control apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치가 적용되는 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스의 단면도로서, 엑스레이 발생부(100), 하나 이상의 절연 기둥(160), 밀폐용 튜브(170), 냉각부(180), 덮개(185), 차폐부(190) 및 외관부(195)를 구비한다. 3 is a cross-sectional view of an X-ray source having a cooling and shielding function to which a compact X-ray control apparatus according to the present invention is applied, including an X-ray generating unit 100, one or more insulating pillars 160, a sealing tube 170, and cooling A part 180, a cover 185, a shielding part 190, and an exterior part 195 are provided.

도 4는 도 3에 도시된 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스 내 엑스레이 발생부(100)를 아래에서 본 사시도로서, 캐소드 전극(110), 에미터(120), 애노드 전극(130), 게이트 전극(140), 포커싱 전극(150), 제1홀(151), 하나 이상의 절연 기둥(160)을 구비한다. FIG. 4 is a perspective view of the X-ray generator 100 in the X-ray source having the cooling and shielding functions shown in FIG. 3, which is a cathode electrode 110, an emitter 120, an anode electrode 130, and a gate electrode. 140, a focusing electrode 150, a first hole 151, and one or more insulating pillars 160.

도 5는 도 3에 도시된 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스에 사용되는 절연 기둥(160)을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 5 is a schematic diagram of an insulating pillar 160 used in the X-ray source having the cooling and shielding function shown in FIG. 3.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치가 적용되는 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스의 각 구성 요소의 기능을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 3 to 5 will be described the function of each component of the X-ray source having a cooling and shielding function to which the compact X-ray control apparatus according to the present invention is applied.

엑스레이 발생부(100)는 전극들 상호간의 간격을 조절하는 하나 이상의 절연 기둥(160)을 구비하고 에미터(120)로부터 방출되는 전자의 속도를 산란되지 않도록 가속하여 이동시켜 애노드 전극(130)에 충돌시킨 후 진공 상태에서 반사 또는 통과되는 X-선을 발생시킨다.The X-ray generator 100 includes one or more insulating pillars 160 that control the spacing between the electrodes, and accelerates and moves the anodes 130 to the anode electrode 130 so as not to scatter the electrons emitted from the emitter 120. After colliding, X-rays are generated that are reflected or passed in a vacuum.

밀폐용 튜브(170)는 엑스레이 발생부(100)의 둘레를 밀폐하며 휘감는 튜브 타입의 구조물로서 엑스레이 소스의 상태를 고진공 상태로 유지시킨다. The sealing tube 170 is a tube-type structure that encloses the circumference of the X-ray generating unit 100 and is wound to maintain the state of the X-ray source in a high vacuum state.

냉각부(180)는 엑스레이 발생부(100) 및 밀폐용 튜브(170)의 외곽에 형성된 일정한 공간에 절연 오일 또는 순환 공기로 충전되어 애노드 전극(130)과 공기 간의 절연 상태를 유지하고, 애노드 전극(130) 및 밀폐용 튜브(170)에서 방출되는 열을 냉각하여 엑스레이 소스의 과열을 방지한다.The cooling unit 180 is filled with insulating oil or circulating air in a predetermined space formed at the outside of the X-ray generating unit 100 and the sealing tube 170 to maintain an insulating state between the anode electrode 130 and the air, and the anode electrode The heat emitted from the 130 and the sealing tube 170 is cooled to prevent overheating of the X-ray source.

덮개(185)는 냉각부(180)의 외곽에 형성되어 냉각부(180) 내에 충전된 절연 오일의 누수를 방지한다.The cover 185 is formed outside the cooling unit 180 to prevent leakage of the insulating oil filled in the cooling unit 180.

차폐부(190)는 덮개(185)의 외곽에 형성되어 X-선 발생에 관여하는 부분 외의 영역을 납 성분을 이용하여 차폐하여 측정자의 피폭 노출을 최소화시킨다.The shield 190 is formed on the outer side of the cover 185 to shield the area outside the portion involved in the X-ray generation by using a lead component to minimize the exposure of the operator.

외관부(195)는 차폐부(190)의 외곽에 형성되어 금속 재질을 이용하여 차폐부(190)의 납 성분이 외관에 노출되지 않도록 피복한다.
The exterior part 195 is formed outside the shield 190 to cover the lead component of the shield 190 without being exposed to the exterior by using a metal material.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치가 적용되는 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스 내 엑스레이 발생부(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 3 to 5, the operation of the X-ray generator 100 in the X-ray source having the cooling and shielding function to which the compact X-ray control apparatus according to the present invention is applied is as follows.

캐소드 전극(110)은 유리, 금속, 석영, 규소 또는 알루미나로 형성된 기판(도시 안됨)의 상부에 위치하는 것으로서, 캐소드 전극(110) 상에는 후술되는 점광원 형태 및/또는 면광원 형태의 에미터(120)가 위치하게 된다.The cathode electrode 110 is positioned on an upper portion of a substrate (not shown) formed of glass, metal, quartz, silicon, or alumina. The cathode 110 has an emitter in the form of a point light source and / or a surface light source described below. 120 is located.

또한, 캐소드 전극(110)에는 하나 이상의 절연 기둥(160)이 제공되어, 후술되는 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150)을 분리 및 고정시킴으로써, 상기 전극들의 위치 및 상호간의 간격을 용이하게 제어할 수 있게 되는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다. In addition, the cathode electrode 110 is provided with one or more insulating pillars 160 to separate and fix the gate electrode 140 and the focusing electrode 150, which will be described later, to easily control the position and the distance between the electrodes. This can be done, which will be described later.

에미터(120)는 전자를 방출하는 역할을 수행하는 것으로서, 점광원 형태의 구성을 가지는 것으로 도시된다. The emitter 120 serves to emit electrons and is illustrated as having a point light source configuration.

이러한 점광원 형태의 에미터(120)는 전자가 방출되는 선단이 뾰족한 형상을 가지는 한 그 형태가 특별히 제한되지는 않는다. 다만, 바람직하게는, 원뿔형, 사면체형 및 끝이 뾰족한 선단을 구비하는 원기둥형 및 끝이 뾰족한 선단을 구비하는 다면체형 중 어느 하나일 수 있다. The emitter 120 in the form of a point light source is not particularly limited as long as the tip at which the electrons are emitted has a pointed shape. However, preferably, it may be any one of a conical shape, a tetrahedron shape and a cylindrical shape having a pointed tip and a polyhedron having a pointed tip.

이러한 점광원 형태의 에미터(120)는 그 밑면의 지름이 약 0.1~4mm이며 그 높이가 수 nm 내지 수 cm 인 것을 특징으로 한다. 이러한 이유는 상술된 정도의 크기 및 규모를 가지는 경우에 점 광원으로서 전자를 효과적으로 방출할 수 있으며 본 발명에 따른 효과를 달성할 수 있기 때문이다. The emitter 120 in the form of a point light source is characterized in that the diameter of the bottom surface of about 0.1 ~ 4mm and its height is several nm to several cm. This is because the electrons can be effectively emitted as a point light source in the case of the size and scale of the above-mentioned degree, and the effect according to the present invention can be achieved.

또한 에미터(120)의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 금속, 탄소계열 물질로 구성된 전도성 물질인 것이 바람직하다. In addition, the type of emitter 120 is not particularly limited, but is preferably a conductive material composed of a metal or a carbon-based material.

한편, 에미터(120)는 방출되는 전자의 궤적을 조절하거나 원하는 엑스레이 소스의 성능 등에 따라 점광원 형태뿐만 아니라 면광원 형태의 에미터가 사용될 수 있음을 유의한다. 이 경우, 면광원 형태의 에미터는 규소, 금속, 탄소계열 위에 형성된 탄소구조물 또는 금속인 것이 바람직하다. On the other hand, the emitter 120 is to note that the emitter in the form of a surface light source as well as a point light source can be used according to the control of the trajectory of the electrons emitted or the performance of the desired X-ray source. In this case, the emitter in the form of a surface light source is preferably a carbon structure or metal formed on silicon, metal, carbon series.

애노드 전극(130)은 에미터(120)의 상측에 위치한다. The anode electrode 130 is located above the emitter 120.

이러한 애노드 전극(130)의 재료는 일반적으로 구리, 텅스텐, 망간, 몰디브 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 박막형 엑스레이의 경우 애노드 전극(130)은 금속 박막으로 형성될 수 있음을 유의한다. The material of the anode electrode 130 is generally formed of a material selected from the group consisting of copper, tungsten, manganese, Maldives and combinations thereof. Also, in the case of a thin film type X-ray, the anode electrode 130 may be formed of a metal thin film.

이러한 구성으로 인해, 상술된 에미터(120)가 전자를 방출하는 경우에 방출된 전자는 애노드 전극(130)을 구성하는 금속에 충돌한 후, 반사 또는 그 금속을 통과하면서 X-선을 발생시키게 된다. Due to this configuration, when the emitter 120 described above emits electrons, the emitted electrons collide with the metal constituting the anode electrode 130, and then generate X-rays while reflecting or passing through the metal. do.

게이트 전극(140)은 에미터(120)와 애노드 전극(130) 사이에 위치하게 된다. 이러한 게이트 전극(140)은 에미터(120)로부터 방출되는 전자의 방출량을 증가시키고 방출된 전자의 속도를 보다 가속시키는 역할을 수행한다.The gate electrode 140 is positioned between the emitter 120 and the anode electrode 130. The gate electrode 140 increases the amount of electrons emitted from the emitter 120 and accelerates the speed of the emitted electrons.

제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)은 게이트 전극(140)과 애노드 전극(130) 사이에 위치하게 된다. 이러한 포커싱 전극(150)은 에미터(120)로부터 방출된 전자가 퍼지거나 산란되지 않고 애노드 전극(130)을 향하여 이동할 수 있게 한다. The first and second focusing electrodes 150a and 150b are positioned between the gate electrode 140 and the anode electrode 130. The focusing electrode 150 allows electrons emitted from the emitter 120 to move toward the anode electrode 130 without spreading or scattering.

도면에서는 이러한 게이트 전극(140)은 하나 존재하고, 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)은 2개 존재하는 것으로 도시하였으나, 방출되는 전자의 궤적을 조절하거나 원하는 엑스레이 소스의 성능 등에 따라 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)의 개수는 다양하게 변경될 수 있음을 유의한다. In the drawing, one gate electrode 140 is present and two first and second focusing electrodes 150a and 150b are present. However, the gate electrode 140 may be adjusted according to a desired X-ray source or the like. Note that the number of electrodes 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b may vary.

또한, 이러한 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)은 후술되는 하나 이상의 절연 기둥(160)으로부터 착탈 가능하게 구성되어 그 추출이 용이하게 된다. In addition, the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b may be detachably configured from one or more insulating pillars 160 to be described later to facilitate their extraction.

한편, 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)은 에미터(120)부터 방출되는 전자의 궤적에 따라 그 형태가 결정될 수 있다. 도면에서는 상기 전극들이 원형의 구멍이 존재하는 일정한 두께를 갖는 판 형태의 부재인 것으로 도시하였으나, 상기 전극들은 원형의 고리 형태 또는 내부에 구멍이 존재하는 원통형의 실린더와 같은 형태 또는 일정한 간격을 가지고 배치되는 일정한 두께를 가지는 판상의 형태 등으로 형성될 수 있음을 유의한다. The shape of the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b may be determined according to the trajectory of electrons emitted from the emitter 120. In the drawings, the electrodes are shown as a plate-shaped member having a constant thickness in which a circular hole exists, but the electrodes are arranged in a circular ring shape or a cylindrical cylinder having a hole therein or at regular intervals. Note that it may be formed in the form of a plate having a certain thickness.

하나 이상의 절연 기둥(160)은 캐소드 전극(110)에 상부에 제공되거나 또는 캐소드 전극(110)에 수직 방향으로 삽입되도록 제공되어, 상술된 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)을 분리하는 역할을 수행하며 또한 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)의 위치를 고정 및 조절하는 역할을 수행한다. One or more insulating pillars 160 are provided on the cathode electrode 110 or inserted to be perpendicular to the cathode electrode 110 to provide the above-described gate electrode 140 and the first and second focusing electrode 150a. And 150b) to fix and adjust the positions of the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b.

이러한 하나 이상의 절연 기둥(160)이 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)의 위치를 제어하는 원리를 구체적으로 살펴보면 아래와 같다. The principle of controlling the positions of the at least one insulating pillar 160 and the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b will be described in detail below.

하나 이상의 절연 기둥(160)은 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)을 관통하도록 구성된다. 즉 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)에는 절연 기둥(160)이 관통될 수 있도록 절연 기둥(160)의 크기 및 모양에 상응하는 관통홀이 형성되게 된다. 또한, 절연 기둥(160)의 측면부에는 하나 이상의 제2홀(162)이 형성되게 되며, 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b) 각각에도 그 측면부에 하나 이상의 제1홀(151)이 형성되게 된다. One or more insulating pillars 160 are configured to penetrate through the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b. That is, through-holes corresponding to the size and shape of the insulating pillar 160 are formed in the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b to allow the insulating pillar 160 to pass therethrough. In addition, at least one second hole 162 is formed in the side portion of the insulating pillar 160, and at least one first portion is formed in each of the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b. The hole 151 is formed.

도면에서는, 원통형의 절연 기둥(160)의 측면부에 3개의 제2홀(162)이 형성되어 있지만 이는 예시적인 것에 불과하며, 또한 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b) 각각의 측면부에도 4개 이상의 제1홀(151)이 형성되어 있지만 이는 예시적인 것에 불과함을 유의한다. In the drawing, three second holes 162 are formed in the side surface of the cylindrical insulating pillar 160, which is merely exemplary, and also the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b. Note that four or more first holes 151 are formed in each side portion, but this is merely illustrative.

이러한 제1홀(151) 및 제2홀(162)을 관통할 수 있는 전원 연결 부재(도시 안됨, 예를 들면, 일정한 형태의 나사 또는 조임 부재)를 사용하여 절연 기둥(160)과 각각의 전극을 고정함으로써, 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)이 서로 분리되어 일정한 위치에서 유지될 수 있게 된다. The insulating pillar 160 and each electrode using a power connection member (not shown, for example, a screw or a fastening member having a predetermined shape) that can penetrate the first hole 151 and the second hole 162. By fixing the above, the gate electrode 140 and the first and second focusing electrodes 150a and 150b can be separated from each other and maintained at a predetermined position.

이때, 각 절연 기둥(160)에 형성되는 제2홀(162)의 위치를 선택적으로 조정함으로써 전극들 상호간의 간격을 용이하게 제어할 수 있게 된다. At this time, by selectively adjusting the position of the second hole 162 formed in each insulating pillar 160, it is possible to easily control the distance between the electrodes.

한편, 하나 이상의 절연 기둥(160)은 내부가 꽉 찬 기둥형 형태일 수도 있으나, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 하나 이상의 절연 기둥(160)은 그 내부가 빈 중공형으로 형성되며, 절연 기둥(160)의 내부에는 외부 전원과 연결된 전선(161)이 위치하게 된다. On the other hand, the one or more insulating pillars 160 may be in the form of a full column, but referring to Figure 5, in one embodiment of the present invention, the one or more insulating pillars 160 is hollow inside the hollow Is formed, the wire 161 connected to the external power source is located in the insulating pillar 160.

이 경우, 전원 연결 부재가 제1홀(151) 및 제2홀(162)을 관통하여 절연 기둥(160) 내부에 위치하는 전선에 접촉함으로써 외부 전원으로부터 게이트 전극(140) 및 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b) 각각에 적절한 전원을 인가할 수 있게 된다. In this case, the power connection member penetrates through the first hole 151 and the second hole 162 and contacts a wire located inside the insulating pillar 160, thereby preventing the gate electrode 140 and the first and second from the external power source. Appropriate power can be applied to each of the focusing electrodes 150a and 150b.

예를 들어, 단위 엑스레이 소스에 사용되는 게이트 전극(140)이 하나이고 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)이 2개인 경우에는 절연 기둥(160)은 3개가 있는 것이 바람직하다. 이때, 에미터(120)는 캐소드 전극(110)의 중심부에 위치하고 3개의 절연 기둥(160)은 에미터(120)를 둘러싸도록 위치하는 것이 바람직하지만 3개의 절연 기둥(160)의 위치가 반드시 이에 제한되는 것은 아님을 유의한다. 한편, 포커싱 전극이 하나 더 추가되는 경우에는 절연 기둥(160)은 4개가 위치하는 것이 바람직하다. For example, when there is one gate electrode 140 used for the unit X-ray source and two first and second focusing electrodes 150a and 150b, it is preferable that there are three insulating pillars 160. At this time, the emitter 120 is located in the center of the cathode electrode 110 and the three insulating pillars 160 are preferably positioned so as to surround the emitter 120, but the position of the three insulating pillars 160 is necessarily Note that it is not limited. On the other hand, when one more focusing electrode is added, it is preferable that four insulating pillars 160 are positioned.

3개의 절연 기둥(160)의 내부에는 외부 전원과 연결되는 전선이 각각 위치하게 되며, 각 전극에 형성되는 제1홀(151) 및 각 절연 기둥(160)에 형성되는 제2홀(162)을 통하여 1개의 절연 기둥(160) 당 1개의 전극이 전원 연결 부재에 의해 연결 고정 됨으로써, 각 전극에 적절한 전원을 인가할 수 있게 된다. Inside the three insulation pillars 160, wires connected to an external power source are respectively positioned, and the first hole 151 formed at each electrode and the second hole 162 formed at each insulation pillar 160 are disposed. One electrode per one insulating pillar 160 is connected and fixed by the power connection member, so that appropriate power can be applied to each electrode.

한편, 절연 기둥(160)은 내부가 꽉 찬 기둥형 형태인 경우에는 각각의 전극에 전원을 인가하기 위한 후술하는 DC 전원 발생부가 제공되어 각각의 전극에 전원을 인가하도록 구성될 수 있다.
On the other hand, the insulating pillar 160 may be configured to apply a power to each electrode is provided with a DC power generating unit to be described later to apply power to each electrode when the inside of the columnar shape is full.

도 6은 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치의 구성도로서, DC 전원 발생부(90), 엑스레이 발생부(100), 전극 전력 제어부(200) 및 제어부(300)를 구비하고, 엑스레이 발생부(100)는 캐소드 전극(110), 에미터(120), 애노드 전극(130), 게이트 전극(140), 포커싱 전극(150), 제1홀(151), 하나 이상의 절연 기둥(160)을 구비한다. 6 is a block diagram of a compact X-ray control apparatus according to the present invention, which includes a DC power generator 90, an X-ray generator 100, an electrode power controller 200, and a controller 300, and includes an X-ray generator. 100 includes a cathode electrode 110, an emitter 120, an anode electrode 130, a gate electrode 140, a focusing electrode 150, a first hole 151, and one or more insulating pillars 160. do.

전극 전력 제어부(200)는 제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280)를 구비하고, 포커싱 전극(150)은 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b)을 구비한다. The electrode power controller 200 includes first to fourth electrode power controllers 220, 240, 260, and 280, and the focusing electrode 150 includes first and second focusing electrodes 150a and 150b.

도 6을 참조하여 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치의 각 구성 요소의 기능을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 6 describes the function of each component of the compact x-ray control apparatus according to the present invention.

DC 전원 발생부(90)는 직류 전원을 발생한다.The DC power generator 90 generates DC power.

엑스레이 발생부(100)는 전극들 상호간의 간격을 조절하는 하나 이상의 절연 기둥(160)을 구비하고 에미터(120)로부터 방출되는 전자의 속도를 산란되지 않도록 가속하여 이동시켜 애노드 전극(130)에 충돌시킨 후 진공 상태에서 반사 또는 통과되는 X-선을 발생시킨다.The X-ray generator 100 includes one or more insulating pillars 160 that control the spacing between the electrodes, and accelerates and moves the anodes 130 to the anode electrode 130 so as not to scatter the electrons emitted from the emitter 120. After colliding, X-rays are generated that are reflected or passed in a vacuum.

제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280)는 엑스레이 발생부(100) 내 애노드 전극(130), 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b) 및 게이트 전극(140)에 각각 연결되어 직류 전원을 인가받아 승압하는 후 궤환 전압 및 궤환 전류를 감지하고 각 전극에 인가되는 전력을 개별적으로 제어한다.The first to fourth electrode power controllers 220, 240, 260, and 280 may be connected to the anode electrode 130, the first and second focusing electrodes 150a and 150b and the gate electrode 140 in the X-ray generator 100. Each connected is boosted by receiving a DC power supply, and then the feedback voltage and feedback current are sensed and the power applied to each electrode is individually controlled.

제어부(300)는 엑스레이 발생부(100)를 스위칭하는 온/오프 신호를 프로그래밍하고, 제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280)로부터 감지된 궤환 전압 및 궤환 전류를 인가받아 모니터링하여 엑스레이 발생부(100)에 인가되는 전력의 전압 및 전류를 프로그래밍한다.
The controller 300 programs the on / off signal for switching the X-ray generator 100, and receives the feedback voltage and the feedback current detected by the first to fourth electrode power controllers 220, 240, 260, and 280. Monitoring is programmed to the voltage and current of the power applied to the X-ray generator 100.

도 7은 도 6에 도시된 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치 내 제1 전극 전력 제어부(220)의 블록도로서, 전원 필터링 및 인버팅부, 고전압 변압기(330), 고전압 승압 및 분압부(340), 센서부(350) 및 인버터 드라이버(360)를 구비한다. FIG. 7 is a block diagram of the first electrode power controller 220 in the compact X-ray control apparatus according to the present invention shown in FIG. 6, and includes a power filtering and inverting unit, a high voltage transformer 330, a high voltage boosting and voltage dividing unit ( 340, a sensor unit 350, and an inverter driver 360.

전원 필터링 및 인버팅부는 DC 입력 필터(310) 및 인버터(320)를 구비하고, 고전압 승압 및 분압부(340)는 고전압 부스터(342) 및 고전압 궤환 분압기(344)를 구비하며, 센서부(350)는 궤환 전압 센서(352) 및 궤환 전류 센서(354)를 구비한다. The power filtering and inverting unit includes a DC input filter 310 and an inverter 320, and the high voltage boosting and dividing unit 340 includes a high voltage booster 342 and a high voltage feedback voltage divider 344, and a sensor unit 350. Includes a feedback voltage sensor 352 and a feedback current sensor 354.

도 7을 참조하여 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치 내 제1 전극 전력 제어부(220)의 각 블록의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each block of the first electrode power control unit 220 in the compact X-ray control apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 7.

이하에서는 제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280) 중 엑스레이 발생부(100) 내 애노드 전극(130)의 전력을 제어하는 1 전극 전력 제어부(220)에 대해서만 설명하지만, 나머지 제2 내지 제4 전극 전력 제어부(240, 260, 280)의 구성 및 동작도 1 전극 전력 제어부(220)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, only the one-electrode power control unit 220 that controls the power of the anode electrode 130 in the X-ray generation unit 100 among the first to fourth electrode power control units 220, 240, 260, and 280 will be described. Configuration and operation of the second to fourth electrode power controllers 240, 260, and 280 are also the same as those of the one electrode power controller 220, and thus redundant descriptions thereof will be omitted.

DC 입력 필터(310)는 커패시터(C)를 구비하고, DC 전원 발생부(90)로부터 직류 전원을 인가받아 노이즈를 제거한다.The DC input filter 310 includes a capacitor C and removes noise by receiving DC power from the DC power generator 90.

인버터(320)는 트랜지스터(Q)를 구비하고, DC 입력 필터(310)로부터 노이즈가 제거된 직류 전원을 인가받아 인버터 드라이버(360)의 구동에 응답하여 펄스 형태로 변환하여 출력한다.The inverter 320 includes a transistor Q, receives a DC power source from which noise is removed from the DC input filter 310, and converts the pulse into a pulse form in response to the drive of the inverter driver 360.

고전압 변압기(330)는 인버터(320)로부터 펼스 형태로 변환된 직류 전원을 인가받아 1차 권선(N1)과 2차 권선(N2)의 비에 의하여 변압하여 고전압을 출력한다.The high voltage transformer 330 receives the DC power converted from the inverter 320 in the form of a pull and transforms the high voltage by the ratio of the primary winding N1 and the secondary winding N2.

고전압 부스터(342)는 코크로프트-월턴(Cockroft Walton) 승압 회로로서, 고전압 변압기(330)로부터 변압된 고전압을 인가받아 승압하여 승압된 고전압을 출력한다. 상기 Cockroft Walton 승압 회로의 구성과 동작은 주지된 기술이므로 여기에서는 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.The high voltage booster 342 is a Cocroft Walton booster circuit. The high voltage booster 342 receives a high voltage transformed from the high voltage transformer 330 to boost the output high voltage. Since the configuration and operation of the Cockroft Walton boosting circuit are well known technologies, further detailed description thereof will be omitted.

고전압 궤환 분압기(344)는 고전압 부스터(342)로부터 승압된 고전압을 인가받아 내장된 복수개의 저항들(미도시)을 이용하여 분압하여 분압된 저전압을 출력한다.The high voltage feedback voltage divider 344 receives the high voltage boosted by the high voltage booster 342 and divides the voltage by using a plurality of built-in resistors (not shown) to output the divided voltage.

궤환 전압 센서(352)는 고전압 궤환 분압기(344)로부터 분압된 저전압을 인가받아 내장된 저항(미도시)에서 전압을 감지하고 분압하여 궤환 전압을 출력한다.The feedback voltage sensor 352 receives a low voltage divided by the high voltage feedback voltage divider 344 to sense a voltage in a built-in resistor (not shown) and divides the voltage to output a feedback voltage.

궤환 전류 센서(354)는 고전압 변압기(330)로부터 변압된 고전압의 고전류를 인가받아 내장된 저항(미도시)에서 전류를 감지하고 궤환 전류를 출력한다. The feedback current sensor 354 receives a high current of a high voltage transformed from the high voltage transformer 330, senses a current in a built-in resistor (not shown), and outputs a feedback current.

인버터 드라이버(360)는 제어부(300)에서 프로그래밍된 온/오프 신호, 전압 및 전류를 입력받아 인버터(320)를 구동한다. 또한, 궤환 전압 센서(352)로부터 궤환 전압을 인가받고 궤환 전류 센서(354)로부터 감지되는 궤환 전류를 인가받아 모니터링용으로 제어부(300)에 출력한다.
The inverter driver 360 receives the on / off signal, voltage, and current programmed by the controller 300 to drive the inverter 320. In addition, the feedback voltage is applied from the feedback voltage sensor 352 and the feedback current sensed by the feedback current sensor 354 is applied to the control unit 300 for monitoring.

도 8은 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치를 통하여 획득한 엑스레이 작동 펄스의 시간의 변화에 따른 게이트 전압 및 캐소드 전압의 변화를 시뮬레이션한 결과 파형도로서, 동작 주파수가 (A)는 1 Hz, (B)는 500 Hz, (C)는 1000 Hz, (D)는 5000 Hz인 경우이다.FIG. 8 is a waveform diagram of simulation results of a change in gate voltage and cathode voltage according to a change in time of an X-ray operation pulse obtained through the compact X-ray control apparatus according to the present invention. (B) is 500 Hz, (C) is 1000 Hz, and (D) is 5000 Hz.

도 8(A) 내지 도 8(D)에서의 엑스레이 작동 펄스는 인버터(320)가 DC 입력 필터(310)를 통하여 인가받은 노이즈가 제거된 입력 전원을 제어부(300)에서 프로그래밍된 온/오프 신호에 따라 펄스 형태로 변환하여 출력한 파형이다.The X-ray operation pulses of FIGS. 8A to 8D are on / off signals programmed by the controller 300 to remove input noise from which the inverter 320 is applied through the DC input filter 310. The waveform is converted into pulse form and outputted.

즉, 제어부(300)에서 온(ON) 신호가 프로그래밍되었다면 인버터(320)가 하이 레벨의 펄스를 출력하고 제어부(300)에서 오프 신호가 프로그래밍되었다면 인버터(320)가 로우 레벨의 펄스를 출력한다.That is, if the ON signal is programmed in the controller 300, the inverter 320 outputs a high level pulse. If the off signal is programmed in the controller 300, the inverter 320 outputs a low level pulse.

이때, 각 동작 주파수에서 소정의 하이 레벨 펄스와 다음 하이 레벨 펄스 사이의 시간인 엑스레이 작동 펄스의 주기는 도 8(A) 내지 도 8(D)에서 보는 바와 같이, 1 s, 2 ms, 1 ms, 0.5 ms로서, 동작 주파수가 증가할수록 대체적으로 주기가 감소함을 알 수 있다.At this time, the period of the X-ray operation pulse, which is the time between a predetermined high level pulse and the next high level pulse at each operating frequency, is 1 s, 2 ms, 1 ms, as shown in FIGS. 8 (A) to 8 (D). , As 0.5 ms, it can be seen that the period decreases as the operating frequency increases.

이는 곧 엑스레이 작동 펄스의 주기가 짧을수록 엑스레이 발생부(100)의 온/오프 스위칭 동작과 피검체의 움직이는 장기가 동기화되는 것을 의미한다.
This means that the shorter the period of the X-ray operation pulse is synchronized with the on / off switching operation of the X-ray generator 100 and the moving organ of the subject.

도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.6 to 8, the operation of the compact X-ray control apparatus according to the present invention will be described.

먼저 제어부(300)는 엑스레이 발생부(100)의 온/오프 스위칭 동작, 엑스레이 발생부(100)에 인가되는 전압 및 전류를 프로그래밍한 상태로 가정한다. First, the controller 300 assumes that the on / off switching operation of the X-ray generator 100 and the voltage and current applied to the X-ray generator 100 are programmed.

DC 전원 발생부(90)가 직류 전원을 발생하면 제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280) 각각은 엑스레이 발생부(100) 내 애노드 전극(130), 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b) 및 게이트 전극(140)에 각각 연결되어 각 전극에 인가되는 전력을 개별적으로 제어한다.When the DC power generator 90 generates DC power, each of the first to fourth electrode power controllers 220, 240, 260, and 280 may have an anode electrode 130, first and second in the X-ray generator 100. It is connected to the focusing electrodes 150a and 150b and the gate electrode 140, respectively, and controls the power applied to each electrode individually.

즉, 제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280) 각각에서 DC 입력 필터(310)는 DC 전원 발생부(90)로부터 직류 전원을 인가받아 노이즈를 제거하고, 인버터(320)는 DC 입력 필터(310)로부터 노이즈가 제거된 직류 전원을 인가받아 펄스 형태로 변환하여 출력한다.That is, in each of the first to fourth electrode power controllers 220, 240, 260, and 280, the DC input filter 310 receives DC power from the DC power generator 90 to remove noise, and the inverter 320. The DC is applied to the DC power from which the noise is removed from the DC input filter 310 converts into a pulse form and outputs.

이때, 인버터(320)의 구동은 제어부(300)에서 프로그래밍된 온/오프 신호, 전압 및 전류를 입력받은 인버터 드라이버(360)에 의해 수행된다.In this case, the drive of the inverter 320 is performed by the inverter driver 360 that receives the on / off signal, voltage, and current programmed by the controller 300.

고전압 변압기(330)가 인버터(320)로부터 펼스 형태로 변환된 직류 전원을 인가받아 1차 권선(N1)과 2차 권선(N2)의 비에 의하여 변압하여 고전압을 출력하면, 고전압 부스터(342)가 고전압 변압기(330)로부터 변압된 고전압을 인가받아 승압하여 승압된 고전압을 출력한다.When the high voltage transformer 330 receives the DC power converted from the inverter 320 into the expanded form and transforms the high voltage to output the high voltage by the ratio of the primary winding N1 and the secondary winding N2, the high voltage booster 342. When the high voltage transformed by the high voltage transformer 330 is applied to boost the output high voltage.

제1 내지 제4 전극 전력 제어부(220, 240, 260, 280) 각각의 고전압 부스터(342)에서 출력된 승압된 고전압은 엑스레이 발생부(100) 내 애노드 전극(130), 제1 및 제2 포커싱 전극(150a, 150b) 및 게이트 전극(140)에 각각 인가되어 개별적으로 전력 제어되어 엑스레이 발생부(100)를 구동시켜 X-선을 발생시킨다.The boosted high voltage output from the high voltage booster 342 of each of the first to fourth electrode power controllers 220, 240, 260, and 280 is the anode electrode 130, the first and the second focusing in the X-ray generator 100. It is applied to the electrodes 150a and 150b and the gate electrode 140, respectively, and is individually controlled for power to drive the X-ray generator 100 to generate X-rays.

한편, 고전압 궤환 분압기(344)는 복수개의 저항들(미도시)을 구비하고 고전압 부스터(342)로부터 승압된 고전압을 인가받아 궤환 전압 센서(352)에 내장된 저항(미도시)과의 전압 분배를 통하여 분압하여 분압된 저전압을 출력한다.Meanwhile, the high voltage feedback voltage divider 344 includes a plurality of resistors (not shown) and receives a high voltage boosted by the high voltage booster 342 to divide the voltage with a resistor (not shown) built in the feedback voltage sensor 352. By dividing through, output the divided low voltage.

궤환 전압 센서(352)는 고전압 궤환 분압기(344)로부터 분압된 저전압을 인가받아 내장된 저항(미도시)에서 전압을 감지하여 감지된 궤환 전압을 인버터 드라이버(360)에 출력하고, 궤환 전류 센서(354)는 고전압 변압기(330)로부터 변압된 고전압의 고전류를 인가받아 내장된 저항(미도시)에서 전류를 감지하여 감지된 궤환 전류를 인버터 드라이버(360)에 출력한다. The feedback voltage sensor 352 receives a low voltage divided by the high voltage feedback voltage divider 344, senses a voltage at a built-in resistor (not shown), and outputs the detected feedback voltage to the inverter driver 360. 354 receives a high current of the high voltage transformed from the high voltage transformer 330, senses a current in a built-in resistor (not shown), and outputs the detected feedback current to the inverter driver 360.

인버터 드라이버(360)는 궤환 전압 센서(352)로부터 감지된 궤환 전압을 인가받고 궤환 전류 센서(354)로부터 감지된 궤환 전류를 인가받아 출력하면 제어부(300)는 이를 인가받아 모니터링하여 엑스레이 발생부(100)에 재인가될 전압 및 전류를 다시 프로그래밍한다.When the inverter driver 360 receives the feedback voltage sensed by the feedback voltage sensor 352 and receives the feedback current sensed by the feedback current sensor 354 and outputs the output, the control unit 300 receives and monitors the X-ray generator ( Reprogram the voltage and current to be reapplied to 100).

이와 같이 상기 모니터링 및 프로그래밍을 반복하여 전원 전류 및 전원 전압을 간편하게 보정하면서 엑스레이 발생부(100)의 온/오프 스위칭 동작과 피검체의 움직이는 장기의 동기화를 통하여 고품질의 영상을 획득할 수 있게 된다.As described above, the monitoring and programming may be repeated to easily correct the power current and the power voltage, thereby obtaining high quality images through the on / off switching operation of the X-ray generator 100 and the synchronization of the moving organs of the subject.

따라서, 본 발명에 따른 컴팩트형 엑스레이 제어 장치는 방사선 진단 시 피검체의 움직이는 장기의 영상의 화질을 극대화하기 위한 디지털 방사선 기술을 이용하여 엑스레이 소스의 각 전극에 공급되는 전력을 병렬적으로 제어할 수 있는 컴팩트형 엑스레이 제어 장치를 제공함으로써 전력 제어가 디지털 방식으로 수행되어 장치의 사이즈 및 소모 전력을 대폭 줄일 수 있고, 엑스레이 소스의 온/오프 스위칭 동작과 피검체의 움직이는 장기의 동기화를 통하여 고품질의 영상 획득이 가능하다. Therefore, the compact x-ray control apparatus according to the present invention can control the power supplied to each electrode of the X-ray source in parallel by using digital radiation technology for maximizing the image quality of the moving organ image of the subject during radiation diagnosis. By providing a compact X-ray control device, power control is performed digitally, which greatly reduces the size and power consumption of the device, and provides high quality images through on / off switching of the X-ray source and synchronization of the moving organs of the subject. Can be obtained.

또한, 멀티소스 배열이 가능하고 컴퓨터 프로그램을 통하여 전원 전류 및 전원 전압의 간편한 보정이 가능하여 고부가가치 방사선 장비로의 응용으로의 확대를 도모할 수 있게 된다.In addition, the multi-source arrangement is possible, and the computer program allows easy correction of the supply current and the supply voltage, thereby expanding the application to high value-added radiation equipment.

또한, 엑스레이 발생부 내 캐소드 전극 상에 제공되는 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 전극들의 고정 위치 및 상호간의 간격을 조절하고 에미터로부터 방출되는 전자 궤적 변화를 용이하게 제어함으로써 고효율의 전자 방출 특성 제어가 가능하고, 안정적인 전자 방출을 통하여 장비의 수명을 연장시켜 유지 비용을 감소시킬 수 있으며, 엑스레이의 빔 직경 미세화를 통해 고분해능 및 출력 조절이 용이하다.In addition, high-efficiency electron emission characteristics can be controlled by controlling the fixed position and the distance between the electrodes and easily changing the electron trajectory emitted from the emitter through one or more insulating pillars provided on the cathode electrode in the X-ray generator. In addition, the maintenance cost can be reduced by extending the life of the equipment through stable electron emission, and the high resolution and the power control can be easily controlled through the miniaturization of the beam diameter of the X-ray.

또한, 엑스레이 발생부에서 나노 소재를 이용한 전계 방출 방식의 엑스선 광원을 사용함으로써 방출 전자의 운동 에너지가 거의 일정하고 전자 방출 방향성이 양호하여 정전기 렌즈 등을 통해 쉽게 초점 크기를 제어할 수 있으므로 매우 선명한 방사선 영상을 얻을 수 있으며, 정전기적으로 정밀하게 엑스선 초점크기를 조절할 수 있고, 회전축 유격에 의한 오차를 줄일 수 있으므로 경계의 흐림을 극단적으로 줄일 수 있어서 재구성 영상의 질적 향상을 획득할 수 있게 된다.In addition, by using a field emission type X-ray light source using a nano-material in the X-ray generator, the kinetic energy of the emitted electrons is almost constant and the electron emission direction is good, so the focal size can be easily controlled through an electrostatic lens, etc. The image can be obtained, the X-ray focus size can be precisely adjusted electrostatically, and the error caused by the play of the axis of rotation can be reduced, so that the blurring of the boundary can be extremely reduced, so that the quality improvement of the reconstructed image can be obtained.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
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 or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.

100: 엑스레이 발생부
110: 캐소드 전극
120: 에미터
130: 애노드 전극
140: 게이트 전극
150: 포커싱 전극
151: 제1홀
160: 절연 기둥
200: 전극 전력 제어부
300: 제어부100: X-ray generator
110: cathode electrode
120: emitter
130: anode electrode
140: gate electrode
150: focusing electrode
151: Hall 1
160: insulated pillar
200: electrode power control unit
300:

Claims (14)

하나 이상의 절연 기둥 및 복수개의 전극들을 구비하고 진공 상태에서 X-선을 방출시키는 엑스레이 발생부;
상기 복수개의 전극들에 각각 연결되어 직류 전원을 인가받아 승압한 후 궤환 전압 및 궤환 전류를 감지하고 상기 복수개의 전극들 각각에 인가되는 전력을 개별적으로 제어하는 전극 전력 제어부; 및
상기 엑스레이 발생부를 스위칭하는 온/오프 신호를 프로그래밍하고, 감지된 상기 궤환 전압 및 상기 궤환 전류를 인가받아 모니터링하여 상기 인가되는 전력의 전압 및 전류를 프로그래밍하는 제어부;
를 구비하고,
상기 전극 전력 제어부는
상기 직류 전원을 인가받아 노이즈를 제거하고 펄스 형태로 변환하여 출력하는 전원 필터링 및 인버팅부;
상기 펄스 형태로 변환된 직류 전원을 인가받아 권선비에 의하여 변압하여 고전압을 출력하는 고전압 변압기;
상기 변압된 고전압을 인가받아 승압하고 분압하여 저전압을 출력하는 고전압 승압 및 분압부;
상기 분압된 저전압을 인가받아 상기 감지된 궤환 전압을 출력하고, 상기 변압된 고전압의 고전류를 인가받아 상기 감지된 궤환 전류를 출력하는 센서부; 및
상기 프로그래밍된 온/오프 신호, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류를 인가받아 인버터를 구동시키고, 상기 감지된 궤환 전압 및 상기 감지된 궤환 전류를 인가받아 상기 제어부에 출력하는 인버터 드라이버;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
An X-ray generating unit having one or more insulating pillars and a plurality of electrodes and emitting X-rays in a vacuum state;
An electrode power controller connected to the plurality of electrodes, respectively, boosted by receiving a DC power, sensing a feedback voltage and a feedback current, and individually controlling power applied to each of the plurality of electrodes; And
A controller configured to program an on / off signal for switching the x-ray generator, and to receive and monitor the detected feedback voltage and the feedback current to program the voltage and current of the applied power;
And,
The electrode power control unit
A power filtering and inverting unit receiving the DC power to remove noise and convert the noise into a pulse;
A high voltage transformer receiving the DC power converted into the pulse form and transforming the same by a winding ratio to output a high voltage;
A high voltage boosting and dividing unit receiving the transformed high voltage to boost and divide the output voltage to output a low voltage;
A sensor unit configured to receive the divided low voltage and output the sensed feedback voltage, and to receive the transformed high voltage and output the sensed feedback current; And
An inverter driver configured to drive the inverter by receiving the programmed on / off signal, the programmed voltage and current, and outputting the sensed feedback voltage and the sensed feedback current to the controller;
And a control unit
Compact x-ray control unit.
제1항에 있어서,
상기 엑스레이 발생부는,
캐소드 전극;
상기 캐소드 전극 상측에 형성되는 에미터;
상기 에미터 상측에 위치하는 애노드 전극;
상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 게이트 전극; 및
상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 제1 및 제2 포커싱 전극;을 포함하고,
상기 캐소드 전극에는 상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극의 위치를 고정 및 조절할 수 있는 상기 하나 이상의 절연 기둥이 제공되는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method of claim 1,
The x-ray generator,
A cathode electrode;
An emitter formed above the cathode electrode;
An anode located above the emitter;
A gate electrode positioned between the emitter and the anode electrode; And
And first and second focusing electrodes positioned between the emitter and the anode electrode,
Characterized in that the cathode electrode is provided with the at least one insulating pillar for fixing and adjusting the position of the gate electrode and the first and second focusing electrode,
Compact x-ray control unit.
제2항에 있어서,
상기 전극 전력 제어부는
상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 애노드 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제1 전극 전력 제어부;
상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 제2 포커싱 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제2 전극 전력 제어부;
상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 제1 포커싱 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제3 전극 전력 제어부; 및
상기 직류 전원을 인가받아 승압하여 상기 게이트 전극에 출력하고, 상기 프로그래밍된 전압 및 전류에 응답하여 구동되는 제4 전극 전력 제어부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The electrode power control unit
A first electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the anode, and be driven in response to the programmed voltage and current;
A second electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the second focusing electrode, and be driven in response to the programmed voltage and current;
A third electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the first focusing electrode, and be driven in response to the programmed voltage and current; And
A fourth electrode power controller configured to receive the DC power, step up and output the voltage to the gate electrode, and be driven in response to the programmed voltage and current;
And a control unit
Compact x-ray control unit.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전원 필터링 및 인버팅부는
DC 전원 발생부로부터 상기 직류 전원을 인가받아 노이즈를 제거하는 DC 입력 필터; 및
상기 노이즈가 제거된 직류 전원을 인가받아 상기 인버터 드라이버의 구동에 응답하여 상기 펄스 형태로 출력하는 상기 인버터;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method of claim 1,
The power filtering and inverting unit
A DC input filter receiving the DC power from the DC power generating unit to remove noise; And
The inverter receiving the DC power source from which the noise is removed and outputting the pulse power in response to the drive of the inverter driver;
And a control unit
Compact x-ray control unit.
제1항에 있어서,
상기 고전압 승압 및 분압부는
상기 변압된 고전압을 인가받아 승압하여 승압된 고전압을 출력하는 고전압 부스터; 및
상기 승압된 고전압을 인가받아 내장된 복수개의 저항들을 이용하여 분압하여 분압된 상기 저전압을 출력하는 고전압 궤환 분압기;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method of claim 1,
The high voltage boosting and voltage dividing unit
A high voltage booster configured to receive the transformed high voltage and step up to output the boosted high voltage; And
A high voltage feedback voltage divider configured to receive the boosted high voltage and divide the voltage by using a plurality of built-in resistors to output the divided low voltage;
And a control unit
Compact x-ray control unit.
제6항에 있어서,
상기 센서부는
상기 분압된 저전압을 인가받아 내장된 저항에서 전압을 감지하고 상기 궤환 전압을 출력하는 궤환 전압 센서; 및
상기 변압된 고전압의 고전류를 인가받아 내장된 저항에서 전류를 감지하고 상기 궤환 전류를 출력하는 궤환 전류 센서;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method according to claim 6,
The sensor unit
A feedback voltage sensor configured to receive the divided low voltage, sense a voltage at a built-in resistor, and output the feedback voltage; And
A feedback current sensor configured to receive a high current of the transformed high voltage to sense a current from an internal resistor and output the feedback current;
And a control unit
Compact x-ray control unit.
제6항에 있어서,
상기 고전압 부스터는
코크로프트-월턴(Cockroft Walton) 승압 회로인 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method according to claim 6,
The high voltage booster
Characterized in that it is a Cocroft Walton boost circuit,
Compact x-ray control unit.
제1항에 있어서,
상기 엑스레이 발생부는
하나의 단위 엑스레이 소스, 복수의 단위 엑스레이 소스 및 컴퓨터 단층 촬영기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method of claim 1,
The x-ray generating unit
Characterized in that any one of a unit x-ray source, a plurality of unit x-ray source and a computed tomography machine,
Compact x-ray control unit.
제2항에 있어서,
상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극은
상기 하나 이상의 절연 기둥이 관통될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The gate electrode and the first and second focusing electrode
Wherein the at least one insulating column is configured to be penetrable.
Compact x-ray control unit.
제2항에 있어서,
상기 에미터는
점광원 형태 및 면광원 형태 중 어느 하나의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The emitter is
Characterized in that it has any one of a point light source form and a surface light source form,
Compact x-ray control unit.
제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연 기둥은
그 내부가 빈 중공형 또는 꽉찬 기둥 형태로 형성되며, 그리고
상기 하나 이상의 절연 기둥이 빈 중공형일 경우, 상기 하나 이상의 절연 기둥의 내부에는 외부 전원과 연결된 전선이 위치하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The at least one insulating pillar is
Its interior is formed in the form of a hollow hollow or full column, and
When the at least one insulated pillar is hollow, the at least one insulated pillar is characterized in that a wire connected to an external power source is located,
Compact x-ray control unit.
제12항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연 기둥 각각에는
하나 이상의 제1홀이 제공되며,
상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극 각각에는 하나 이상의 제2홀이 제공되며,
상기 제2홀 및 상기 제1홀을 관통하여 상기 전선에 접촉하는 전원 연결 부재를 통하여, 외부 전원으로부터 상기 게이트 전극 및 상기 제1 및 제2 포커싱 전극 각각에 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.
The method of claim 12,
Each of the one or more insulating pillars
One or more first holes are provided,
At least one second hole is provided in each of the gate electrode and the first and second focusing electrodes.
Characterized in that the power is applied to the gate electrode and each of the first and second focusing electrode from an external power source through a power connection member penetrating the second hole and the first hole to contact the wire.
Compact x-ray control unit.
제13항에 있어서,
상기 게이트 전극과 상기 제1 및 제2 포커싱 전극 각각의 고정 위치를 상기 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 조절함으로써, 상기 에미터로부터 방출되는 전자의 궤적을 제어하는 것을 특징으로 하는,
컴팩트형 엑스레이 제어 장치.The method of claim 13,
By controlling the fixing position of each of the gate electrode and the first and second focusing electrode through the at least one insulating pillar, the trajectory of the electrons emitted from the emitter is controlled,
Compact x-ray control unit.

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