KR101869753B1

KR101869753B1 - X-ray tube having electron beam control means

Info

Publication number: KR101869753B1
Application number: KR1020160141885A
Authority: KR
Inventors: 김한석; 박진근; 윤명훈; 이승우
Original assignee: 테크밸리 주식회사
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-06-22
Also published as: KR20180046950A

Abstract

본 발명은, 타겟에 충돌되는 전자빔의 정확성을 향상하여 엑스선발생의 효율성을 향상할 수 있는 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치에 관한 것으로서, 캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부, 상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟 및 상기 전자빔의 경로상에 배치되는 방출부와 방출부의 외주측으로 형성되고 양전하 대전되어 전자빔의 확산을 제한하는 제한영역으로 구성되는 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치를 제공한다. The present invention relates to an X-ray generator including electron beam control means capable of improving the accuracy of an electron beam impinging on a target and thereby improving the efficiency of X-ray generation, the X-ray generator including an electron generating portion formed with a cathode electrode to emit an electron beam, An electron beam control unit configured to generate an X-ray by collision of an electron beam and form a target including an anode electrode, a discharge unit arranged on a path of the electron beam, and a limiting region formed on an outer circumferential side of the discharge unit, Ray generating device.

Description

전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치{X-RAY TUBE HAVING ELECTRON BEAM CONTROL MEANS}X-RAY TUBE HAVING ELECTRON BEAM CONTROL MEANS,

본 발명은 엑스선 발생장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 타겟에 충돌되는 전자빔의 정확성을 향상하여 엑스선발생의 효율성을 향상할 수 있는 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an X-ray generator, and more particularly, to an X-ray generator including an electron beam control means for improving the accuracy of an electron beam impinging on a target to improve the efficiency of X-ray generation.

엑스선관이란 비접촉 또는 비파괴 방식으로 물체 등을 검사하는 장비의 엑스선 발생원으로 사용되는 것으로, 전자를 소정 타겟에 충돌시켜서 엑스선을 발생하는 장치를 말한다.An X-ray tube is a device used as a source of X-rays for equipment that inspects objects in a non-contact or non-destructive manner. It is a device that generates X-rays by colliding electrons with a target.

실개평3-110753호는 엑스선관, 더욱 구체적으로는 클로즈드 타입(Closed Typr) 엑스선 발생장치를 개시하는데, 유리재질 등의 절연재를 대략 원통형상으로 가공한 튜브가 하측의 본체와 결합하고, 상기 튜브에는 타겟을 지지하는 타겟 지지체가 고정되고, 본체에는 전자총이 수용된다.Open No. 3-110753 discloses an X-ray tube, more specifically a closed-type X-ray generator, in which a tube formed by processing an insulating material such as a glass material into a substantially cylindrical shape is coupled to a lower body, A target support for supporting a target is fixed, and an electron gun is housed in the main body.

상기 전자총으로부터 방출되는 전자는 타겟에 충돌하여 엑스선을 발생하고 상기 엑스선관의 외부로 엑스선을 방출하게 된다.The electrons emitted from the electron gun collide with the target to generate X-rays, and X-rays are emitted to the outside of the X-ray tube.

도 1은 종래기술의 엑스선관을 도시한 도면이다.1 is a view showing an X-ray tube of the prior art.

종래의 엑스선관의 구조를 도 1을 참고하여 설명하면, 도시된 바와 같이 튜브(11)는 유리재질로 이루어지고 내부는 전자의 이동 및 엑스선이 산란이 정확하게 이루어지도록 하기 위하여 진공상태가 유지된다.The structure of a conventional X-ray tube will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, the tube 11 is made of a glass material, and vacuum is maintained in order to transfer electrons and accurately radiate x-rays.

그리고, 튜브(11)의 내부에는 외부로부터 인가되는 고압의 전력이 입력되어 전자가 방출되는 음극부(12)가 배치되고, 상기 음극부(12)에는 한 쌍의 필라멘트(13)가 구비된다. 이러한 음극부(12)에 대향되어 양극부(14) 및 이에 연결되며 임의의 방향으로 엑스선을 방출하는 타겟(15)을 포함한다.The tube 11 is provided with a cathode portion 12 through which a high voltage applied from the outside is inputted to discharge electrons and a pair of filaments 13 are provided in the cathode portion 12. And includes an anode portion 14 and a target 15 connected to the cathode portion 12 and emitting X-rays in an arbitrary direction.

경우에 따라 상기 타겟(15)은 튜브(11)의 내부에서 고속으로 회전 가능하게 축설된 회전축의 선단에 연결되어 음극부에서 방출되는 전자가 충돌되는 등의 다양한 구성을 가지기도 한다.In some cases, the target 15 may have various structures such as colliding with electrons emitted from the cathode portion by being connected to the tip of a rotation axis which is rotatably and rotatably disposed in the tube 11 at a high speed.

또한, 상기 튜브(11)는 외부로 엑스선이 투과되어 방출될 수 있는 투과부(미도시)가 구비된다. In addition, the tube 11 is provided with a transmitting portion (not shown) through which X-rays can be transmitted and emitted to the outside.

이와 같이 구성된 종래의 엑스선관의 동작상태를 설명하면, 외부에서 입력된 고압의 전력을 음극부(12)로 인가하면, 음극부(12)에서는 전자를 방출하여 타겟(15)에 충돌하게 되고, 타겟의 표면은 미세하게 흠이 발생하면서 엑스선이 발생되는 방식으로 이루어진다. The operation of the conventional X-ray tube configured as described above will be described. When a high-voltage power inputted from the outside is applied to the cathode portion 12, electrons are emitted from the cathode portion 12 to collide with the target 15, The surface of the target is made in such a way that an X-ray is generated while a minute blemish occurs.

이와 같이 발생되는 엑스선은 튜브(11)에 구비되는 투과부를 통하여 외부로 방출되며 소정의 검출수단을 통하여 피검사물의 내부나 표면에서 산란되거나 투과된 엑스선을 검출함으로써 검사가 이루어질 수 있다.The X-rays generated in this way are emitted to the outside through the transmission part provided in the tube 11 and can be inspected by detecting X-rays scattered or transmitted through the inside of the inspected object or the surface of the inspected object.

이러한 과정에서 발생된 전자는 초기 속도에 의하여 한 점으로 집속되지 못하고 유한한 크기의 전자빔을 형성하며, 이후 엑스선 타겟과 충돌할 경우 발생 엑스선의 직경이 커서 엑스선 영상의 해상도가 저하된다. 이를 해결하기 위한 기존의 방법으로 양극과 전자빔 집속 광학계 사이에 전자빔 어퍼쳐(aperture)를 설치하여 집속된 전자빔의 외곽을 걸러내지만, 동시에 전자빔 전류가 손실되기 때문에 엑스선관의 휘도가 저하되어 고해상도 엑스선 영상의 획득시간이 길어지는 문제가 초래되었다.Electrons generated in this process can not be converged to one point due to the initial velocity and form an electron beam of a finite size. When the electron collides with the X-ray target, the diameter of the X-ray is large and resolution of the X-ray image is degraded. In order to solve this problem, an electron beam aperture is provided between the anode and the electron beam focusing optical system to filter the outline of the focused electron beam. At the same time, since the electron beam current is lost, the luminance of the x- The problem that the acquisition time of the image becomes long is caused.

이를 위하여 전자빔의 집속을 위한 시도들이 있어왔는데, 그 하나로 냉전계방출(Cold field emission)은 음극을 가열하지 않고 강한 전기장(Electric field)을 인가하여 전자를 발생하는 방법으로 음극재의 양자 터널링 효과(Quantum tunneling effect)에 기인한다. 냉전계방출에서 전자빔의 인출은 음극에 인가된 전기장에만 의존하기 때문에 초기 속도분포가 열전자 방출에 비해 균일하다.For this purpose, attempts have been made to focus the electron beam. Cold field emission is a method of generating electrons by applying a strong electric field without heating the cathode. The quantum tunneling effect of the cathode material tunneling effect. Since the withdrawal of the electron beam in the cold field emission depends only on the electric field applied to the cathode, the initial velocity distribution is more uniform than the hot electron emission.

한편, 다른 하나로 팁 형 탄소나노튜브 음극 전극은 종래의 탄소나노튜브 전자빔원과 달리 뾰족한 바늘형태의 금속 팁 끝에 탄소나노튜브가 선택적으로 증착되어 있는 것으로, 금속 팁의 에칭(Etching) 정도에 따라 팁 끝의 직경을 수 마이크로미터에서 수십 나노미터까지 작게 할 수 있다. 팁 끝에 설치된 탄소나노튜브에서 전자빔이 인출되기 때문에 전자 발생부의 크기가 작으면서도 초기 속도가 균일한 전자빔 인출이 가능하여 열전자 방출원보다 작은 전자빔 집속점을 이룰 수 있게 된다.Meanwhile, unlike a conventional carbon nanotube electron beam source, the tip-type carbon nanotube cathode electrode is selectively deposited with a carbon nanotube on the tip of a sharp needle-shaped metal tip. The tip of the carbon nanotube is selectively deposited according to the degree of etching of the metal tip. The diameter of the tip can be reduced from several micrometers to tens of nanometers. Since the electron beam is extracted from the carbon nanotube installed at the tip end, the electron beam can be extracted with a uniform initial velocity while the size of the electron generating portion is small, so that an electron beam focusing point smaller than that of the thermionic emission source can be achieved.

그러나, 이러한 방식들의 적용을 위하여서는 입력전압의 적절한 제어가 매우 중요한 요소가 되는데, 전자빔 전류가 작은 경우에는 엑스선의 휘도 감소로 인하여 영상 획득에 어려움이 있었다.However, proper control of the input voltage is a very important factor for the application of these methods. When the electron beam current is small, it is difficult to acquire the image due to the decrease of the luminance of the X-ray.

고출력의 엑스선의 발생과 전자빔의 제어 및 입력 전압의 제어는 상호 간에 연관성이 높고 이는 장비의 설계와 운용에 있어서 한계로 작용하게 된다. The generation of high power X-rays, control of electron beam and control of input voltage are highly related to each other, which is a limitation in the design and operation of the equipment.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전자빔의 타겟에 대한 충돌의 정확성을 향상하여 전류를 향상하여 고출력의 엑스선의 발생이 가능한 엑스선 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an X-ray generator capable of improving the accuracy of collision of an electron beam with respect to a target so as to generate a high output X-ray.

본 발명은, 캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부, 상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟 및 상기 전자빔의 경로상에 배치되는 방출부와 방출부의 외주측으로 형성되고 양전하 대전되어 전자빔의 확산을 제한하는 제한영역으로 구성되는 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치를 제공한다. 따라서, 바람직하지 않은 전자빔의 확산을 제어할 수 있다. According to the present invention, there is provided an electron emitting device comprising: an electron generating portion formed with a cathode electrode to emit an electron beam; a target including an anode electrode generating an X-ray by collision of the electron beam; And an electron beam control means which is constituted by a positively charged region and a limited region which limits the diffusion of the electron beam. Therefore, it is possible to control the diffusion of undesired electron beams.

일실시예로서 상기 전자빔제어수단은, 제어부로부터 제어전류를 인가를 받아 전계를 형성하도록 방출부를 중심으로 하는 복수의 동심원을 이루는 와이어부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the electron beam control means may include a plurality of concentric wire portions around the emitting portion to form an electric field by receiving a control current from the control portion.

다른 실시예로서, 상기 전자빔제어수단은, 중심측에 방출부가 형성되는 원반 형태의 패널부와, 상기 패널부의 적어도 어느 일면에 형성되어 제어부로부터 제어전류를 인가를 받아 전계를 형성하는 패터닝부로 구성될 수 있다. In another embodiment, the electron beam control means comprises a disk-shaped panel portion on which a discharge portion is formed on the center side, and a patterning portion formed on at least one surface of the panel portion to form an electric field by receiving a control current from the control portion .

본 발명에 따라, 단순한 구조로서 제한된 구조와 공간에서 전자빔의 타겟충돌의 정확성을 증가시킬 수 있고 이는 엑스선 발생의 효율 향상으로 이어지게 된다.According to the present invention, it is possible to increase the accuracy of the target collision of the electron beam in a limited structure and space as a simple structure, leading to improvement in the efficiency of X-ray generation.

또한, 단순한 구조로서 전자빔을 가속할 수 있으며 타겟으로 충돌되는 전자빔의 강도를 증가시킬 수 있으므로 동일한 강도에서 상대적으로 고출력의 엑스선의 획득이 가능한 효과가 있다. Further, since the electron beam can be accelerated as a simple structure and the intensity of the electron beam impinging on the target can be increased, there is an effect that a relatively high output X-ray can be obtained at the same intensity.

도 1은 종래기술의 엑스선관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing an X-ray tube of the prior art.
2 is a conceptual diagram showing an X-ray generator including electron beam control means according to the present invention.
3 is a view for explaining an embodiment of the X-ray generator including the electron beam control means of the present invention.
4 is a view for explaining another embodiment of the X-ray generator including the electron beam control means of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, an X-ray generator including electron beam control means according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the following description, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it includes not only a direct connection but also a case where another part or device is connected in between. In addition, when a part is referred to as including an element, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless specifically stated otherwise.

본 발명은 기본적으로, 본 발명은 캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부, 상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟 및 상기 전자빔의 경로상에 배치되는 방출부와 상기 방출부의 외주측으로 형성되고 양전하로 대전되어 전자빔의 확산을 제한하는 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치를 제공한다.The present invention basically comprises an electron generating unit in which a cathode electrode is formed to emit an electron beam, a target which generates x-rays by collision of the electron beam and includes an anode electrode, and a discharge unit And electron beam control means formed on the outer circumferential side of the emitting portion and charged with positive electric charge to restrict diffusion of the electron beam.

본 발명은 전자발생부로부터 방출된 전자가 튜브 내부에 수용된 타겟 지지체에 고정된 타겟에 충돌하여 엑스선을 방출하는 엑스선관을 구성하는데, 이러한 엑스선관은 내부가 대략 진공상태이며 고출력인 클로즈드 타입(closed type)의 튜브는 물론 오픈 타입(open type) 등 다양한 유형의 엑스선관에 적용될 수 있다.In the present invention, electrons emitted from the electron generating portion collide with a target fixed to a target support received in a tube to form an X-ray tube that emits an X-ray tube. The X-ray tube has a substantially vacuum state and a high- type tubes as well as open type tubes.

본 발명의 설명에 있어서, 길이방향이란 전자발생부로부터 타겟에 이르는 전자빔의 경로의 방향을 의미하는 것으로 정의된다. In the description of the present invention, the longitudinal direction is defined as the direction of the path of the electron beam from the electron generating portion to the target.

도 2는 본 발명에 따른 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치를 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing an X-ray generator including electron beam control means according to the present invention.

본 발명에 따른 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치는 기본적으로 전자발생부(120)와 타겟(113)을 구비한다.The X-ray generator including the electron beam control unit according to the present invention basically includes the electron generating unit 120 and the target 113. [

상기 전자발생부(120)는 캐소드(Cathode)를 포함하는 것으로, 다공질의 텅스텐 등의 금속에 바륨옥사이드(BaO)를 도포한 것일 수 있다. 또한, 타겟(113)은 탄소재질로 이루어지며, 상층에 텅스텐 등의 엑스선 발생을 위한 코팅이 형성될 수 있다. The electron generating unit 120 includes a cathode and may be formed by applying barium oxide (BaO) to a porous metal such as tungsten. The target 113 is made of carbon, and a coating for generating x-rays such as tungsten may be formed on the upper layer.

상기 전자총으로부터 발생된 전자가 애노드(Anode)와 연결 또는 이를 포함하는 타겟(113)에 충돌하면, 엑스선이 출사부(미도시)를 통하여 출력된다. When electrons generated from the electron gun collide with an anode or a target 113 including the anode, an X-ray is output through an output unit (not shown).

이러한 전자총을 구성함에 있어서, 게이트전극, 양극, 음극 등이 구성될 수 있는데 이는 공지의 다양한 요소가 적용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. In constructing such an electron gun, a gate electrode, a cathode, a cathode, and the like may be formed, and various known elements may be applied, so that a detailed description thereof will be omitted.

도시된 상태를 기준으로 전자발생부(120)는 소정의 하우징 내지는 튜브의 내측에서 일측에 단자부(참조번호 미표시)를 통하여 외부의 고출력 전압이 인가될 수 있도록 고정배치되며, 타측으로는 이로부터 발생된 전자빔에 충돌될 수 있는 타겟(113)이 배치된다.The electron generating part 120 is fixedly arranged on the inner side of the predetermined housing or the tube so that a high output voltage can be applied to the electron generating part 120 through a terminal part (not shown) on one side thereof, A target 113 that can collide with the electron beam is disposed.

상기 타겟(113)의 배치부위에는 출사부(미도시)가 형성되어 발생된 엑스선이 외부로 방사될 수 있는 기능을 수행하게 된다.An output unit (not shown) is formed at an arrangement position of the target 113, and the generated X-ray is radiated to the outside.

본 발명에서는 이러한 길이방향으로 형성되는 전자빔의 경로상에 전자빔제어수단(300)이 배치되어 전자빔이 이에 의한 전계를 경유하도록 한다.In the present invention, the electron beam control means 300 is arranged on the path of the electron beam formed in the longitudinal direction so that the electron beam passes through the electric field there.

전자빔의 경우 이상적으로는 전자발생부(120)에서 발생된 전자들이 대부분 타겟으로 충돌되는 것이 바람직하나, 확산 및 전자기장에 의한 편향 등의 원인으로 정확한 제어가 어려운 문제가 있다. Ideally, in the case of an electron beam, most of the electrons generated in the electron generating portion 120 collide with the target, but there is a problem that it is difficult to control accurately due to diffusion and deflection due to an electromagnetic field.

이를 위하여 종래기술에서 설명한 바와 같이 전자빔 집속수단들을 사용하여 전자빔을 제어하고자 하나 실무적으로는 정확한 집속에는 한계가 있으며 이를 제어하기 위한 부담도 가진다.For this purpose, as described in the prior art, the electron beam focusing means is used to control the electron beam. However, there is a limit to the accurate focusing and a burden to control it.

본 발명에서는 전자발생부(120)와 타겟(113)의 중심측을 연결하는 가상의 중심선을 기준으로 소정의 방출부(310)가 형성되고 그 외주연으로 양전하가 대전된 제한영역을 형성함으로써 타겟(113) 이외의 부분에 충돌될 수 있는 전자빔의 영역을 제한하도록 하는 개념을 제시한다.In the present invention, a predetermined discharging portion 310 is formed on the basis of a virtual center line connecting the center of the electron generating portion 120 and the target 113, and by forming a limited region in which positive charge is charged at the outer periphery, And the region of the electron beam which may collide with a portion other than the electron beam 113 is limited.

상기 방출부(310)의 크기는 타겟(113)의 크기를 기반으로 하나 전자발생부(120)와 방출부(310)의 거리 및/또는 방출부(310)와 타겟(113)의 거리에 따라 방출부(310)를 통과한 전자빔의 확산을 고려하여 선택적으로 형성될 수 있을 것이다.The size of the emitting portion 310 may be determined based on the size of the target 113 but may vary depending on the distance between the electron emitting portion 120 and the emitting portion 310 and the distance between the emitting portion 310 and the target 113. [ And may be selectively formed in consideration of diffusion of the electron beam passing through the emitting portion 310.

이러한 전자빔제어수단(300)의 양전하로 대전된 제한영역은 전자발생부(120)로부터 확산될 가능성이 있는 영역을 고려하여 형성될 수 있으며 후술될 실시예들과 같이 상기 중심선을 중심으로 하는 원반 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.The positively charged limited region of the electron beam control means 300 may be formed in consideration of a region that is likely to diffuse from the electron generating portion 120 and may be formed in a disc shape .

이러한 개념에 따라 방출부(310)를 중심으로 하는 원반 형태의 전자빔제어수단(300)은 소정의 전자빔렌즈로서 기능할 수 있을 것이다.According to this concept, the disk-shaped electron beam control means 300 centered at the emitting portion 310 may function as a predetermined electron beam lens.

상기 제한영역은 통전 또는 대전이 가능한 도선 내지는 금속패턴 등으로 형성될 수 있으며 이와 관련된 구체적인 실시예는 후술하도록 한다. 이렇게 제한영역이 양극으로 형성되는 경우 타겟(113)의 외곽을 벗어나도록 진행하는 전자들이 타겟(113)으로 진행되지 않게 된다. The limiting region may be formed by a conductive wire or metal pattern capable of conducting or charging, and specific embodiments related thereto will be described later. When the limiting region is formed as an anode, electrons advancing out of the outer periphery of the target 113 do not advance to the target 113.

또한, 상기 제한영역의 양전하 전계형성으로 인하여 전자발생부(120)로부터의 전자빔이 가속되어 타겟(113)에 충돌되는 에너지가 더욱 증가될 수 있는 장점을 가질 수 있다.Further, the electron beam from the electron generating unit 120 is accelerated due to the formation of a positive electric field in the limited region, so that the energy colliding with the target 113 can be further increased.

상기 방출부(310)는 원반 형태의 전체적인 영역의 중심에 관통홀의 형태로 형성될 수 있으나 전자의 통과가 가능하다면 반드시 물리적으로 개방된 구조만으로 이루어지는 것은 아님에 유의하여야 한다. It should be noted that the emitting part 310 may be formed in the form of a through hole at the center of the disc-shaped overall area, but not necessarily a physically opened structure if electrons can pass through it.

도 3은 본 발명의 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치의 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an embodiment of the X-ray generator including the electron beam control means of the present invention.

일실시예에서는 상기 제한영역의 형성을 위하여 도선 형태의 와이어가 배치되는 경우를 설명하도록 한다.In one embodiment, a wire-shaped wire is arranged to form the restricted region.

와이어부(320)는 대략 방출부(310)를 중심으로 하여 반경방향으로 동심원 형태로 배열된 전계형성부(참조번호 미표시)와 상기 전계형성부들을 상호 전기적 및 기계적으로 연결하는 연결부(참조번호 미표시)를 포함하여 형성될 수 있다.The wire portion 320 includes an electric field portion (not shown) concentrically arranged in the radial direction around the emitting portion 310 and a connecting portion (not shown) electrically and mechanically connecting the electric field forming portions to each other, As shown in FIG.

상기 와이어부(320)는 외부의 제어부(700)에 제어전류에 의하여 양전하로 대전된 상태를 유지할 수 있으며, 전자빔의 반대되는 극성에 의하여 타겟(113)에 충돌되지 않는 전자빔의 영역에 대한 인력을 작용하여 제한하는 기능을 수행하게 된다. 따라서, 상기 전계형성부들은 소정의 간극을 형성하더라도 그 사이에 소정의 전계가 형성될 수 있어 전자들의 투과를 방지할 수 있을 것이다.The wire 320 may maintain a state of being positively charged by a control current to an external control unit 700 and may be applied to an area of an electron beam that does not collide with the target 113 due to an opposite polarity of the electron beam And performs a function of restricting the operation. Therefore, even if the electric field forming units form a predetermined gap, a predetermined electric field can be formed therebetween, so that the electrons can be prevented from being transmitted.

제어부(700)는 상기 와이어부(320)에 대해 소정의 제어전류를 인가하게 되는데, 전자들의 충돌 및 이로 인한 전류의 부하에 대응하기 위하여 접지 또는 콘덴서 등의 대응 전기소자들을 구비할 수 있을 것이다.The control unit 700 applies a predetermined control current to the wire unit 320. The control unit 700 may include corresponding electric elements such as a ground or a capacitor in order to cope with a collision of electrons and a load caused by the collision of electrons.

도 4는 본 발명의 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining another embodiment of the X-ray generator including the electron beam control means of the present invention.

상기와 같이 와이어로 전자빔제어수단(300)이 구성되는 경우 구조적인 안정성과 통전성에 있어서 한계와 경제성의 문제를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 소정의 패널에 도전성의 패터닝을 형성하는 개념을 제시하도록 한다.In the case where the electron beam control means 300 is constituted by a wire as described above, there may be a problem of limitations and economical efficiency in terms of structural stability and conductivity. In another embodiment of the present invention, a concept of forming a conductive patterning on a predetermined panel is presented.

상술한 바와 같이 본 발명의 전자빔제어수단(300)은 제한영역을 구성하기 위하여 도넛 내지는 원반 형태의 패널부(330)가 형성될 수 있다. 이러한 패널부(330)에는 방출부(310)를 중심으로 하여 반경방향으로 소정의 패터닝부(331)가 형성될 수 있으며, 상기 패터닝부(331)는 접착 또는 증착 등의 방식으로 패널부(330)의 적어도 일면 이상에 구성될 수 있다. 상기 패터닝부(331)는 반드시 도시된 형태에 한정되는 것은 아니다. As described above, the electron beam control means 300 of the present invention may be formed with a donut or disc-shaped panel portion 330 in order to form a limited region. A predetermined patterning portion 331 may be formed in the panel portion 330 in the radial direction around the emitting portion 310. The patterning portion 331 may be formed by bonding or vaporizing the panel portion 330 ). &Lt; / RTI > The patterning portion 331 is not necessarily limited to the illustrated form.

이러한 패터닝부(331)는 상호간에 반경방향으로 연결되어 제어부(700)에 의한 제어전류에 따라 소정의 전계를 형성할 수 있으며 이에 따라 전자빔의 제어요소로 작용할 수 있다. 이와 관련하여 상기와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.The patterning unit 331 may be radially connected to each other to form a predetermined electric field according to the control current by the controller 700, and may act as a control element of the electron beam. In this regard, a description overlapping with the above will be omitted.

본 발명의 개념은 타겟(113)에 충돌되는 전자빔의 경로에 방출부(310)를 형성하되 그 외곽에 양극의 형성을 통하여 전자빔의 확산을 제한하는 제한영역을 형성하게 되는데, 본 발명의 추가적인 개념으로서 이러한 전자빔제어수단(300)은 경우에 따라 전자빔의 경로상에 복수로서 형성될 수도 있을 것이다. The concept of the present invention is to form a discharge region 310 in the path of the electron beam impinging on the target 113 and form a limited region for limiting the diffusion of the electron beam through the formation of an anode on the periphery thereof. The electron beam control means 300 may be formed as plural in the path of the electron beam as occasion demands.

이 경우 상호 인접된 전자빔제어수단(300)이 서로 다른 극성으로 교번하여 배치되는 경우도 고려될 수 있다. In this case, it is also conceivable that the mutually adjoining electron beam control means 300 are arranged alternately with different polarities.

경우에 따라 서로 다른 전계의 형성에 의하여 전자빔을 집속하여 전자를 누적하고 제어부(700)의 전계변환 동작에 의하여 극성을 변환하여 전자빔을 타겟(113) 측으로 일시에 방출할 수 있다.In some cases, the electron beams are focused by forming different electric fields, accumulate electrons, convert the polarity by the electric field conversion operation of the controller 700, and emit the electron beams to the target 113 at a time.

이렇게, 전자를 누적시켜 방출하는 경우 종래기수의 전자집속을 위한 코일의 구조가 생략될 수 있는 가능성을 제공하며, 비교적 낮거나 높은 입력전압에도 엑스선의 강도가 보장될 수 있는 이점을 제공한다. 이 경우, 종래기술과 같이 연속파가 아닌 펄스파의 입력이 가능하다. In this way, when electrons are accumulated and discharged, there is a possibility that the structure of the coil for electron focusing of a conventional nose can be omitted, and the strength of the X-ray can be ensured even at a relatively low or high input voltage. In this case, it is possible to input a pulse wave rather than a continuous wave as in the prior art.

펄스전압의 입력을 위하여서는 엑스선 출력장치를 구성하는 장비가 고가이고 종래의 전자총에 있어서 제어가 어려운 문제가 있으나, 본 발명에 따른 엑스선 발생장치에 있어서는 전자의 누적으로 인하여 펄스파의 입력이 가능하다는 이점을 가짐에 유의하여야 한다. 이는 디텍터의 가동에 있어서도 부하의 저감으로 이어질 수 있다.In order to input the pulse voltage, the equipment constituting the X-ray output device is expensive and it is difficult to control the conventional electron gun. However, in the X-ray generator according to the present invention, It should be noted that this has advantages. This can lead to reduction of the load even in the operation of the detector.

상술한 바와 같은 본 발명의 전자빔제어수단을 포함하는 엑스선 발생장치에 의하여, 단순한 구조로서 제한된 구조와 공간에서 전자빔의 타겟충돌의 정확성을 증가시킬 수 있고 이는 엑스선 발생의 효율 향상으로 이어지게 된다.The accuracy of the target collision of the electron beam in the limited structure and space can be increased by the simple structure of the X-ray generator including the electron beam control means of the present invention as described above, which leads to the improvement of the efficiency of X-ray generation.

또한, 타겟으로 충돌되는 전자빔의 강도를 증가시킬 수 있으므로 동일한 강도에서 상대적으로 고출력의 엑스선의 획득이 가능한 이점도 있다.In addition, since the intensity of the electron beam colliding with the target can be increased, it is also possible to obtain a relatively high output X-ray at the same intensity.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the foregoing, the present invention has been described in detail based on the embodiments and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content of the following claims.

113...타겟 120...전자발생부
300...전자빔제어수단 310...방출부
320...와이어부 330...패널부
331...패터닝부 700...제어부113 ... target 120 ... electron generator
300 ... electron beam control means 310 ... emitter
320 ... wire portion 330 ... panel portion
331 ... patterning part 700 ... control part

Claims

캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부;
상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟; 및
상기 전자빔의 경로상에 배치되는 방출부와, 방출부의 외주측으로 형성되고 양전하가 배치되어 전자빔의 확산을 제한하는 제한영역으로 구성되는 전자빔제어수단;을 포함하며,
상기 제한영역은,
방출부를 중심으로 하여 반경방향으로 동심원 형태로 배열되어 간극을 형성하는 전계형성부와 전계형성부를 상호 전기적으로 연결하는 연결부로 구성되는 엑스선 발생장치.An electron generating portion formed with a cathode electrode and emitting an electron beam;
A target for generating X-rays by collision of the electron beam and including an anode electrode; And
And electron beam control means formed on the outer circumferential side of the emitting portion and composed of a limited region in which a positive charge is arranged to restrict diffusion of the electron beam,
The restriction region is a region,
And a connection portion electrically connecting the electric field forming portion and the electric field forming portion which are arranged concentrically in the radial direction around the emitting portion to form a gap.

제1항에 있어서,
상기 전계형성부는,
패터닝 방식으로 구성되는 엑스선 발생장치.The method according to claim 1,
The field-
An X-ray generator comprising a patterning system.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전자빔제어수단은,
전자빔을 집속하여 전자를 누적하고 전계변화 동작에 따라 극성을 변환하여 전자빔을 타겟으로 일시에 방출 가능한엑스선 발생장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the electron beam control means comprises:
An X-ray generator capable of collecting electrons by focusing an electron beam and converting the polarity in accordance with an electric field change operation so that an electron beam can be emitted to a target at a time.