KR20240033345A - 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 양면 중에서 제1면에, 조사된 엑스레이를 감지하고, 엑스레이에 대응하는 전기신호를 출력하는 엑스레이디텍터가 형성되고, 제2면에 전기신호를 이용하여 엑스레이영상을 표시하는 디스플레이패널이 형성되고, 롤 형태로 말릴 수 있는 패널조립체; 롤 형태로 말린 상태에서 패널조립체를 보관하는 하우징; 및 패널조립체가 하우징에 보관된 상태에서는 접힌 상태로 하우징 내에 보관되고, 패널조립체가 하우징의 밖으로 풀려져 배출됨에 따라 펼쳐져 패널조립체의 에지를 형성하는 가변프레임을 포함하는 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 롤 타입으로 엑스레이디텍터 및 디스플레이장치의 휴대가 가능하고, 장치의 유연한 에지 부위가 프레임에 의해 견고하게 고정될 수 있다.
Description
본 발명은 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대용으로 제작되어 엑스레이를 검출하고, 검출된 엑스레이를 영상으로 표시할 수 있는 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치에 관한 것이다.
엑스레이 촬영 시스템은, 엑스레이를 발생시키는 제너레이터(Generator), 엑스레이를 검출하는 엑스레이디텍터(X-ray detector) 및 엑스레이영상 확인용 컴퓨터를 포함하도록 구성될 수 있다.
엑스레이디텍터는 피사체를 투과한 눈에 보이지 않는 엑스레이를 눈으로 볼 수 있는 가시광선으로 변환한 뒤 전기적 신호로 바꾸거나, 직접 전기적 신호로 바꿔주는 엑스레이 촬영장치의 핵심부품으로, 엑스레이디텍터의 성능에 따라 최종 영상의 품질이 결정된다.
엑스레이디텍터는 검출방법에 따라 아날로그와 디지털 방식으로 분류된다. 아날로그 방식은 필름을 사용하여 엑스레이를 검출하는 방식으로, 디지털 방식 대비 저렴하다는 장점이 있다. 아날로그 방식은 100여년간 의료계를 포함한 다양한 산업분야에서 널리 사용되었으나, 필름이 담아내는 정보의 한계성과 필름 보관 등의 공간적 제약, 영상의 저장과 획득이 분리될 수 있는 등 단점이 존재하여 2000년대 이후 디지털 방식으로 빠르게 대체되고 있다.
디지털 방식은 엑스레이 신호를 전기신호로 변환 후 데이터의 적절한 영상처리 과정을 통해 노이즈와 불균형을 제거하고, 이를 다시 아날로그 신호로 변환하여 모니터에 출력하는 방식으로, CR(Computed Radiography) 디텍터와 DR(Digital Radiography) 디텍터로 구분된다. CR 디텍터는 아날로그와 디지털의 중간단계로 형광물질이 도포된 판인 이미지 플레이트(image plate, IP)를 이용하여, IP에 흡수, 저장된 엑스레이를 검출하기 위해 별도의 리더기를 이용하여 디지털 영상을 획득하는 과정을 거쳐야 한다. CR 디텍터는 촬영 후 영상을 얻기까지 5~10분 정도 소요되기 때문에 생산성 측면에서 효율이 낮은 것도 단점으로 작용한다.
DR 디텍터는 별도의 영상 검출 장비 없이 디텍터 하나만으로 엑스레이를 전기적 신호로 변환하여 영상까지 획득할 수 있는 디텍터로, 엑스레이를 바로 전기신호로 변화하거나, 가시광선을 거친 후 전기신호로 변환하는지 여부에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 나뉜다.
직접변환방식은 디텍터에 입사된 엑스레이를 바로 전기신호로 변환하는 방식으로 높은 해상도를 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 고도의 기술력을 요구하며, 수율이 낮아 생산하기 어려운 단점도 있다.
간접변환방식은 엑스레이를 가시광선으로 변환한 후, 광전자패널 또는 CMOS 센서를 이용하여 전기신호로 변환하는 방식이다. 간접변환방식은 사용되는 부품에 따라 TFT(A-si) 패널을 이용한 방식과 CMOS Wafer를 이용한 방식으로 나뉜다.
TFT 패널 방식은 CMOS Wafer 방식 대비 내구성이 좋아 제품의 수명이 길고, 면적당 원가가 저렴하여 대면적 촬영에 적합하고 대형화가 수월하여 의료용, 동물용 엑스레이, 도로 및 건축물 비파괴검사용으로 사용영역이 넓다. CMOS Wafer 방식의 경우, 해상도가 높아 화질이 우수하고 초당 240프레임으로 촬영속도가 빨라 동영상 구현에 용이하여 유방암 진단기기, PCB 납땜 상태 검사 등에 사용되며, 면적당 원가가 비싸 소면적 촬영에 적합하여 치과용 엑스레이에 주로 사용된다.
본 발명과 관련된 기술로서, 대한민국 공개특허공보에 개시된, X-RAY 디텍터는, 유리기판 상에 TFT, 게이트라인, 데이터라인, 커먼라인 및 전극이 형성되는 평판형 X-RAY 디텍터를 개시한다. 이 관련 기술은, 평판형 엑스레이디텍터로서, 엑스레이 영상의 확인을 위해 별도의 디스플레이가 필요하므로, 엑스레이 영상을 생성하는 디텍터 및 이를 출력하여 표시하는 디스플레이를 모두 포함하면서, 플렉서블 구조로 되어 있는 본 발명과는 발명의 구성 및 효과 면에서 구별된다.
종래 기술에 따르면 엑스레이 영상을 검출하는 엑스레이디텍터와 이를 표시하는 디스플레이장치가 분리되어 있어서, 휴대용 엑스레이시스템에서 엑스레이디텍터가 휴대가 가능하더라도 이와는 별도로 엑스선 영상을 표시하는 디스플레이장치, 즉 컴퓨터를 휴대해야 하는 단점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 엑스레이 영상을 감지하는 디텍터와 감지된 엑스레이 영상을 표시하는 디스플레이를 모두 포함하고 있어서, 휴대용으로 적합한 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 엑스레이 검출 및 엑스레이 영상 표시 기능을 갖고, 야외에서 사용가능하도록 휴대가 간편한 형태의 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치는, 양면 중에서 제1면에, 조사된 엑스레이를 감지하고, 상기 엑스레이에 대응하는 전기신호를 출력하는 엑스레이디텍터(110)가 형성되고, 제2면에 상기 전기신호를 이용하여 엑스레이영상을 표시하는 디스플레이패널(display panel)(120)이 형성되고, 롤 형태로 말릴 수 있는 패널조립체(130); 롤 형태로 말린 상태에서 패널조립체(130)를 보관하는 하우징(140); 및 패널조립체(130)가 하우징(140)에 보관된 상태에서는 접힌 상태로 하우징(140) 내에 보관되고, 패널조립체(130)가 하우징(140)의 밖으로 풀려져 배출됨에 따라 펼쳐저 패널조립체(130)의 에지를 형성하는 가변프레임(150)을 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치는, 패널조립체(130)가 롤 형태로 말린 상태에서 풀림이 시작되는 제1단부(131)에 베이스프레임(base frame)(132)을 포함하고, 가변프레임(150)은 베이스프레임(132)의 양단과 각각 회전가능하게 결합하여 패널조립체의 말림 또는 풀림에 따라 접히거나 펼쳐지는 제1가변프레임(151) 및 제2가변프레임(155)을 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치(100)는, 제1가변프레임(151) 및 제2가변프레임(155)이 일단에 베이스프레임(132)과 결합하는 제1결합부(156a)가 형성된 제1레그(156); 및 일단에 패널조립체(130)와 결합하는 제2결합부(157a)가 형성된 제2레그(157)를 포함하고, 제1레그(156)의 타단과 제2레그(157)의 타단은 회전 가능하게 결합하게 구성될 수 있다.
또한, 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치는, 패널조립체(130)의 좌측과 제1가변프레임(151)을 연결하는 제1완충가변장치(first shock absorber); 및 패널조립체(130)의 우측과 제2가변프레임(155)을 연결하는 제2완충가변장치(second shock absorber)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치는, 패널조립체(130)가 감길 수 있는 보빈(160)을 더 포함하고, 보빈(160)은 회전 가능하게 상기 하우징(140)과 결합되고, 감김이 시작되는 상기 패널조립체(130)의 제2단부는 보빈(160)에 연결되게 구성될 수 있다.
또한, 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치는, 하우징(140)이 배터리가 구비된 제어보드를 더 포함하고, 제어보드는 상기 패널조립체(130)를 구성하는 상기 엑스레이디테터(110) 및 상기 디스플레이패널(120)과 전기적으로 연결되게 구성될 수 있다.
또한, 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치는, 하우징(140)에 입구가 형성되고, 패널조립체(130)는 상기 제2단부를 시작으로 상기 입구 내로 말려 들어 가고, 상기 제1단부를 시작으로 풀려서 상기 입구 밖으로 배출되게 구성될 수 있다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 별도의 장치 없이 엑스레이 검출과 검출된 엑스레이의 영상 표시가 가능하다.
또한, 롤 타입으로 엑스레이디텍터 및 디스플레이장치의 휴대가 가능하고, 장치의 유연한 에지 부위가 프레임에 의해 견고하게 고정될 수 있다.
도 1은 패널조립체가 말려져 보관된 상태에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치의 분해도이다.
도 2는 도 1에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치의 결합도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패널조립체의 구성도이다.
도 4는 도 2에서 하우징이 투명하게 처리된 예시도이다.
도 5는 패널조립체가 풀린 상태에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치의 예시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변프레임의 예시도이다.
도 2는 도 1에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치의 결합도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패널조립체의 구성도이다.
도 4는 도 2에서 하우징이 투명하게 처리된 예시도이다.
도 5는 패널조립체가 풀린 상태에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치의 예시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변프레임의 예시도이다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 패널조립체가 말려져 보관된 상태에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치(100)의 분해도이다.
도 2는 도 1에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치(100)의 결합도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치(이하 디스플레이장치)(100)는, 패널조립체(130) 및 이를 수납하는 하우징(140)을 포함하고, 패널조립체(130)가 하우징(140)에서 수납 및 배출이 가능한 구조인 것을 특징으로 한다. 패널조립체(130)는 엑스레이디텍터(110) 및 디스플레이패널(120)가 일체로 구성됨에 따라, 엑스레이를 감지하고, 엑스레이 영상을 생성하고 이를 디스플레이하는 장치에 해당한다.
디스플레이장치(100)의 동작 시에 패널조립체(130)는 하우징(140) 내에서 밖으로 꺼내어 지고, 디스플레이장치(100)의 동작이 종료되면, 패널조립체(130)는 다시 하우징(140) 내로 수납될 수 있다. 패너조립체(130)는, 하우징(140) 내에 수납 시에, 롤 형태로 말려져서 하우징(140) 내에 보관되게 구성되는 것을 특징으로 한다.
제1실시예로서 패널조립체(130)는 제1면과 제2면, 양면을 형성하고, 양면 중에서 제1면에 엑스레이디텍터(X-ray detector)(110)를 포함하고, 제2면에 디스플레이패널(display panel)(120)을 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서 패널조립체(130)의 한쪽 면은 엑스레이가 조사되는 면이고, 반대 면은 디스플레이 발광 면에 해당한다.
제2실시예로서 패널조립체(130)는, 양면 중에서 어느 한 면만을 이용하여 조사된 엑스레이를 감지하고, 감지된 엑스레이를 출력하도록 구성될 수 있다. 제2실시예에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
디스플레이장치(100)는, 롤 형태로 감김이 가능하게 유연하게 구성된 패널조립체(130), 패널조립체(130)를 수납하는 하우징(140) 및 배출된 패널조립체(130)의 에지를 지지하는 가변프레임(150)을 포함하도록 구성될 수 있다. 패널조립체(130)는 엑스레이디텍터(110) 및 디스플레이패널(120)을 모두 포함하도록 구성될 수 있다.
엑스레이디텍터(110)는 조사된 엑스레이를 감지하고, 감지된 엑스레이에 대응하는 전기신호를 출력하는 기능을 갖는다. 그리고 디스플레이패널(120)은 전기신호를 이용하여 엑스레이영상을 표시하는 기능을 갖는다. 엑스레이디텍터(110)와 디스플레이패널(120)은 비슷한 면적으로 형성되어 패널조립체(130)의 각 면을 형성하되, 유연한 소재로 제작되어 있어서 패널조립체(130)는 롤 형태로 말릴 수 있다.
가변프레임(150)은 패널조립체(130)가 하우징(140)에 보관된 상태에서는 접힌 상태로 하우징(140) 내에 보관되고, 패널조립체(130)가 하우징(140)의 밖에서 풀린 상태에서는, 펼쳐진 상태로 패널조립체(130)의 에지를 지지하는 기능을 갖는다.
패널조립체(130)는, 롤 형태로 말린 상태에서 풀림이 시작되는 제1단부(131)에 베이스프레임(base frame)(132)을 포함할 수 있다. 가변프레임(150)은 베이스프레임(132)의 양단과 각각 회전가능하게 결합하여 패널조립체(130)의 말림 또는 풀림에 따라 접히거나 펼쳐지는 제1가변프레임(151) 및 제2가변프레임을 포함하도록 구성될 수 있다.
하우징(140)에 입구(141)가 형성되고, 패널조립체(130)는 제2단부를 시작으로 입구(141) 내로 말려 들어 가고, 제1단부를 시작으로 풀려서 입구(141) 밖으로 배출되게 구성될 수 있다. 도 1에서 패널조립체(130)의 제2단부는 보빈(160)과 결합된 부분이고, 제1단부는 베이스프레임(132)이 결합된 부분이다.
도 2를 참조하면, 베이스프레임(132)에 손잡이(133)이 형성되고, 패널조립체(130)가 완전히 말렸을 경우, 디스플레이장치(100)는, 베이스프레임(132)이 하우징(140) 내로 수납되고, 손잡이(133)는 하우징(140) 밖으로 노출되게 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 패널조립체의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 패널조립체(130)의 구성 요소가 묘사되어 있다. 패널조립체(130)는 복수의 층으로 구성될 수 있다. 패널조립체(130)는 서로 접합된 엑스레이디텍터(110) 및 디스플레이패널(120)을 포함한다. 제1실시예에 따르면 엑스레이디텍터(110)의 엑스레이조사면과 디스플레이패널(120)의 스크린은 서로 반대 방향을 향하게 된다.
엑스레이디텍터(110)는 반도체, 예를 들어 유기물질을 이용하는 반도체 및 유연소재를 이용하여 구현될 수 있다. 디스플레이패널(120)은 기존의 플렉서블 소재 및 반도체를 이용하여 구현될 수 있다.
엑스레이디텍터(110)는 유연커버(flexible cover)(111), 섬광체(scintillator)(112), 픽셀어레이(113) 및 기판(114)을 포함하도록 구성될 수 있다.
유연커버(111)는 엑스레이가 조사되는 면에 해당하며, 섬광체(112)를 덮도록 구성된다. 유연커버(111)는 휘는 성질의 소재, 예를 들어 합성 필름 등에 의해 구현될 수 있다.
섬광체(112)는 형광물질로서, GaOxSy(Gadox), Gd2O2S(GOS) 또는 세슘요오드(Csl)를 이용하여 구현될 수 있다. 섬광체(112)는 간접방식에서 사용되면, 입사되는 엑스레이를 가시광선으로 변환시킨다.
엑스레이디텍터(110)는 평면패널검출기(flat panel detector, FPD)로 불리기도 한다. FPD에서 민감한 부분은 픽셀어레이(113)이다. 픽셀어레이(113)는 치과 엑스레이 촬영의 경우 몇 센티미터에서 흉부 영상 촬영의 경우 최대 수십 센티미터에 이르는 면적을 가진 직사각형 또는 사각형 영역이다.
픽셀어레이(113)에는 수천 개의 픽셀이 포함되어 있으며, 각 픽셀은 필요한 공간 해상도에 따라 각 변의 길이가 수십 또는 수백 마이크로미터인 사각형이다.
엑스레이 영상을 촬영할 때마다 픽셀어레이(113)는 매우 짧게 방사선에 조사된다. 픽셀은 이 조사를 수집하여 판독될 때까지 저장한다. 각 픽셀은 광다이오드와 스위치로 구성된다. 광다이오드는 충돌하는 엑스레이에서 전하를 발생시키는 기본 구성요소이다. 평면패널검출기(FPD)는 직접 또는 간접 변환 방식을 사용하여 구현될 수 있다.
픽셀의 다른 요소인 스위치는 디스플레이 산업에서 파생된 기술인 박막 트랜지스터(TFT)로 구성될 수 있다. 스위치는 TFT보다 나은 성능을 제공하는 최근에 개발된 인듐갈륨아연산화물(IGZO)로 구현될 수도 있으며, IGZO는 향후 몇 년 안에 FPD에 더 보편적으로 사용될 것으로 예상된다.
기판(114)은 픽셀어레이(113)와 전기적으로 결합한다. 기판(114)에는 제어추적 및 신호추적 그리드가 포함될 수 있다. 각 제어추적은 한 열의 모든 픽셀 스위치의 게이트에 연결되고, 각 신호추적은 한 행의 모든 출력노드에 연결된다. 각 픽셀에서 스위치의 입력 노드는 광다이오드에 연결된다. 따라서, 스위치를 통해 광다이오드가 신호추적에 연결될 수 있다.
게이트제어라인에 전기가 공급되면 모든 스위치가 켜지고 픽셀열의 광다이오드가 신호추적에 연결된다. 그러면 충돌하는 엑스레이에서 발생하는 전하가 판독 노드로 흐를 수 있게 된다. 한 번에 1열씩 스위치가 켜지면서 시스템은 1열씩 모든 열을 판독한다. 이 절차가 끝나면 FPD는 전체 픽셀 어레이를 판독하게 된다. 그러면 픽셀어레이는 또 다른 엑스레이 이미지를 얻을 준비가 된다.
이 판독 체계를 구현하기 위해 기판(114)에는 2개의 중요한 집적회로(IC) 즉, 판독IC(ROIC)와 게이트드라이버IC가 사용될 수 있다.
판독IC는 픽셀어레이의 한쪽을 따라 배치되고, 가장 큰 FPD의 경우 판독 시퀀스의 속도를 높이기 위해 마주보는 양쪽에 배치될 수 있다. 판독IC의 입력은 신호추적이다. 일반적으로 ROIC(readout integrated circuit)는 256 라인을 지원하는 멀티채널 장치이다. 각 채널에는 아날로그 프론트엔드가 있어 판독 라인의 전하를 수집하고 증폭한다. 그러면 통합 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 픽셀에서 충돌하는 엑스레이에 의해 방출된 에너지에 해당하는 디지털 출력어를 생성하여 컴퓨터에서 처리될 준비가 된다.
게이트드라이버IC는 ROIC가 배열되어 있는 픽셀어레이와 직각에 위치하는 픽셀어레이를 따라 배열되어 있다. 이 IC는 제어라인을 구동하며 따라서 픽셀의 각 열을 따라 모든 스위치를 활성화하거나 비활성화할 수 있다. TFT 스위치를 켜는 데 비교적 큰 전압이 필요하기 때문에 게이트드라이버IC는 이러한 높은 전압을 처리할 수 있어야 한다. 게이트드라이버는IC, 그 밖에도 다른 전압 레벨 사이를 빠르게 전환해야 하며, ROIC의 작동을 방해하지 않는 저노이즈 출력을 생성해야 한다.
최종 이미지 품질과 그에 따른 의료 진단의 정확성은 FPD의 여러 파라미터에 따라 달라질 수 있다. ROIC와 게이트드라이버IC의 성능은 이러한 파라미터의 대부분에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 고성능용으로 특별히 설계되고 제조된 IC를 선택하는 것이 중요하다. 가장 중요한 성능 파라미터는 다음과 같습니다
엑스레이 에너지에 대한 검출기의 감도. 여기에는 광다이오드의 양자 효율과 간접 변환의 경우 섬광체 효율이 포함된다.
공간해상도, 이것은 픽셀 크기에 따라 달라진다. 필요한 피치와 일치할 정도로 작게 채널을 설계해야 하기 때문에 ROIC와 게이트드라이버IC 개발의 도전 과제이기도 하다.
판독시간, 특히 초당 프레임 수(전체 픽셀 매트릭스의 판독)가 높은 동적 응용의 경우, IC는 이러한 속도를 처리할 수 있을 만큼 빨라야 한다. 판독 단계에서 라인을 변환하는 데 걸리는 시간을 라인 시간이라고 한다.
이미지 노이즈가 심할수록 디테일을 식별할 수 있는 능력이 떨어지고 선명한 이미지를 얻기 위해 환자가 더 많은 엑스레이 방사선량에 노출된다. IC에 의해 추가되는 노이즈는 검출기의 고유 노이즈의 극히 작은 부분이어야 한다.
전력소비, 이것은 전기 비용과 환경뿐만 아니라, 배터리 크기와 비용은 물론 휴대용, 배터리 구동 FPD의 유용한 작동 시간에도 영향을 미친다.
비정질실리콘(a-Si) TFT는, 전자 이동속도가 낮고, 잔상 등 노이즈에 취약하여 질병 진단의 정확성이 떨어진다는 단점이 지적된다. 그리고 고속 동영상 촬영이 필요한 수술용 엑스레이에 있어서 한계가 존재한다.
옥사이드 TFT는, 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn)의 산화물인 IGZN을 재료로서 만든 TFT이며, 기존 TFT 대비 100배 빠른 전자이동 속도, 10배 적은 노이즈, 고화질 이미지와 고속 동영상 구현이 가능하여 진단과 수술 상황에서 최적의 DXD용 TFT로 사용 가능하다.
기판의 소재로 유연 물질, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalene) 또는 PET(polyethylene terephthalate)이 사용될 수 있다.
제2실시예에 따라 디스플레이장치(100)는, 패널조립체(130)의 어느 하나의 면을 이용하여 조사된 엑스레이를 감지하고, 엑스레이 영상을 표시하도록 구성될 수 있다.
엑스레이디텍터(110)를 구성하는 유연커버(111), 섬광체(112), 픽셀어레이(113) 및 기판(114) 중에서, 유연커버(111) 및 섬광체(112)는 투명한 소재로 구성될 수 있다. 그리고 픽셀어레이(113) 또한 완전한 투명체는 아니어도 픽셀의 배치 조정을 통해 디스플레이 백라이트가 통과되게 구성될 수 있다. 그리고 현재의 기술에 의해 투명한 디스플레이를 구성할 수 있으므로, 엑스레이디텍터(110)를 구성하는 투명층에 해당하는 유연커버(111), 섬광체(112) 및 픽셀어레이(113)를 전면에 배치하고, 투명한 디스플레이패널(120)을 중간에 배치하고, 기판(114)을 후면에 배치시킬 수 있다. 이러한 구성의 경우, 전면에 배치된 섬광체(112) 및 픽셀어레이(113)를 통해 엑스레이스를 감지하고, 감지된 엑스레이는 후면에 배치된 기판(114)에 의해 엑스레이 영상으로 변환되고, 변환된 엑스레이 영상은 중간에 배치된 디스플레이패널(120)을 통해 엑스레이가 감지된 면으로 출력될 수 있다.
도 4는 도 2에서 하우징이 투명하게 처리된 예시도이다.
도 4를 참조하면, 패널조립체(130)가 롤 형태로 말려 있는 상태가 묘사되어 있다. 사각형 모양의 층들이 접합되어 형성된 패널조립체(130)를 구성하는 4개의 에지(변) 중에서, 제1단부는 베이스프레임(132)과 결합하고, 제2단부는 보빈(150)과 결합하고, 좌측에지 및 우측에지는 말려지고, 풀려지는 부위에 해당한다.
패널조립체(130)의 좌측에지 및 우측에지에는 가변프레임(150)이 결합될 수 있다. 가변프레임(150)은 우측
패널조립체(130)의 에지와 가변프레임(150)의 연결 부위는 패널조립체(130)의 IN/OUT에 따라 슬라이딩 이동되게 설계될 수 있다.
패널조립체(130)의 제1단부와 가까운 부위, 즉 베이스프레임(132)에 제1레그(156)가 결합하고, 제1레그(156)는 제2레그(157)와 연결되고, 제2레그(157)는 완충가변장치(159)와 연결되고, 완충가변장치(159)는 제2단부와 가까운 부위에 회전 연결될 수 있다. 패널조립체(130)의 접힘 및 펼침 동작에 따라 완충가변장치(159)는 길이가 변하고, 진동을 흡수하고, 탄성력을 이용하여 펼침 및 접힘 동작을 도울 수 있다.
가변프레임(150)과 결합된 에지 외에, 나머지 2개의 에지, 즉 롤의 중심(133)에 위치하는 제2단부는 보빈(160)과 결합하고, 반대편의 제1단부는 베이스프레임(132)과 결합할 수 있다.
패널조립체(130)의 제2단부는 하우징(140) 내부에서 배출되지 않게 설계될 수 있다. 즉 디스플레이장치(100)는 패널조립체(130)가 감길 수 있는 보빈(160)을 포함할 수 있다. 보빈(160)은 회전축을 이용하여 회전 가능하게 하우징(140)과 결합되고, 패널조립체(130)의 감김이 시작되는 패널조립체(130)의 제2단부, 즉 내측에지는 보빈(160)에 연결되게 구성될 수 있다.
하우징(140)은, 배터리가 구비된 제어보드를 더 포함하고, 제어보드는 패널조립체(130)를 구성하는 엑스레이디테터(110) 및 디스플레이패널(120)과 전기적으로 연결되게 구성될 수 있다. 패널조립체(130)를 구성하는 엑스레이디텍터(110) 및 디스플레이패널(120)은 유연한 소재로 구성되기 때문에 부피가 크고 롤 형태를 이룰 수 없는 배터리와 같은 부품은 제어보드에 실장되어 하우징(140)의 내벽에 배치될 수 있다.
도 5는 패널조립체가 풀린 상태에서 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치의 예시도이다.
도 5를 참조하면, 패널조립체(130)가 풀린 상태, 즉 하우징(140) 내에 말려 있던 패널조립체(130)의 릴리즈 상태가 묘사되어 있다. 가변프레임(150) 중에서, 좌측의 제1가변프레임(151)은 릴리즈 상태의 패널조립체(130)의 좌측 에지를 베이스프레임(132)을 기반으로 고정하는 기능을 갖는다. 같은 방법으로 우측의 제2가변프레임(155)은 릴리즈 상태의 패널조립체(130)의 우측 에지를 베이스프레임(132)을 기반으로 고정하는 기능을 갖는다. 따라서 유연한 소재로 제조된 패널조립체(130)는 롤 형태로 말려서 하우징(140) 내에 보관될 수 있다. 그리고 엑스레이디텍터(110) 및 디스플레이패널(120)의 기능이 사용되는 경우, 말려 있던 패널조립체(130)는 풀려져 하우징(140) 밖으로 릴리즈되고, 가변프레임(150)에 의해 에지가 고정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변프레임의 예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변프레임(150) 중에서 제2가변프레임(155)이 묘사되어 있다.
디스플레이장치(100)는 복수, 예를 들어 짝수의 가변프레임(150)을 포함할 수 있다. 도 4는 패널조립체(130)에 결합된 2개의 가변프레임(150)을 묘사한다. 도 4에 묘사된 가변프레임(50) 외에 2개의 가변프레임(150)이 추가적으로 패널조립체의 이면과 결합될 수 있다.
제1가변프레임(151) 및 제2가변프레임(155)은 서로 동일한 구조를 갖는다. 대표적으로 제2가변프레임(155)에 대해 설명하기로 한다.
제2가변프레임(155)은 제1레그(156), 제2레그(157), 표시되지 않았으나 체결구, 예를 들어 볼트 및 너트를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1레그(156)의 일단에 베이스프레임(132)과 결합하는 제1결합부(156a)가 형성될 수 있다. 그리고 제2레그(157)의 일단에 패널조립체(130)와 결합하는 제2결합부(157a)가 형성될 수 있다. 제1레그(156)의 타단과 제2레그(157)의 타단은 회전 가능하게 결합하여 관절(158)을 형성할 수 있다. 관절(158)은, 제1레그(156)와 제2레그(157)가 완전히 펴져서 180도를 이룰 경우, 더 이상 펴지지 않고 고정될 수 있게 하는 장치를 포함할 수 있다.
롤 형태로 말려 있는 패널조립체(130)가 풀어지면서 관절(158)을 중심으로 접혀 있는 제1레그(156) 및 제2레그(157)가 펼쳐질 수 있다. 도 5와 같이 180도 각도로 펼쳐진 제1레그(156)와 제2레그(157)는 패널조립체(130)의 일 에지를 지지하는 기능을 갖는다.
제1레그(156) 및 제2레그(157)은, 패널조립체(130)의 베이스프레임(132)에 형성된 손잡이(133)의 인출에 의해 펼쳐질 수 있으며, 패널조립체(130)의 말림 및 풀림 동작을 돕는 완충가변장치(159)가 가변프레임(150)에 설치될 수 있다. 완충가변장치(159)는 가변프레임(150)의 접힘 및 펼침 동작 시에 진동을 흡수하고, 접힘 및 펼침 동작에 힘을 가함으로써 동작을 돕고, 패널조립체(130)의 펼침 및 말림에 따른 길이변화에 따른 가변프레임(150)의 길이를 조절하는 기능을 할 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, 완충가변장치(159)의 예로서 제2가변프레임(155)을 구성하는 제2레그(157)와 결합된 쇼크압소버가 묘사되어 있다. 쇼크압소버의 구동원으로 가스, 오일, 압축공기 등이 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 별도의 장치 없이 엑스레이 검출과 검출된 엑스레이의 영상 표시가 가능하다.
또한, 롤 타입으로 엑스레이디텍터 및 디스플레이장치의 휴대가 가능하고, 장치의 유연한 에지 부위가 프레임에 의해 견고하게 고정될 수 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
100: 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치
110: 엑스레이디텍터
111: 유연커버
112: 섬광체
113: 픽셀어레이
114: 유연기판
120: 디스플레이패널130: 패널조립체
140: 하우징
150: 가변프레임
110: 엑스레이디텍터
111: 유연커버
112: 섬광체
113: 픽셀어레이
114: 유연기판
120: 디스플레이패널130: 패널조립체
140: 하우징
150: 가변프레임
Claims (7)
- 양면 중에서 제1면에, 조사된 엑스레이를 감지하고, 상기 엑스레이에 대응하는 전기신호를 출력하는 엑스레이디텍터(110)가 형성되고, 제2면에 상기 전기신호를 이용하여 엑스레이영상을 표시하는 디스플레이패널(display panel)(120)이 형성되고, 롤 형태로 말릴 수 있는 패널조립체(130);
상기 롤 형태로 말린 상태에서 상기 패널조립체(130)를 보관하는 하우징(140); 및
상기 패널조립체(130)가 말려져 상기 하우징(140)에 보관된 상태에서는 접힌 상태로 상기 하우징(140) 내에 보관되고, 상기 패널조립체(130)가 상기 하우징(140)의 밖으로 풀려져 배출됨에 따라 펼쳐져 상기 패널조립체(130)의 에지를 형성하는 가변프레임(150)을 포함하도록 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 패널조립체(130)는,
상기 롤 형태로 말린 상태에서 풀림이 시작되는 제1단부(131)에 베이스프레임(base frame)(132)을 포함하고,
상기 가변프레임(150)은 상기 베이스프레임(132)의 양단과 각각 회전가능하게 결합하여 상기 패널조립체의 말림 또는 풀림에 따라 접히거나 펼쳐지는 제1가변프레임(151) 및 제2가변프레임(155)을 포함하도록 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 제1가변프레임(151) 및 제2가변프레임(155)은,
일단에 상기 베이스프레임(132)과 결합하는 제1결합부(156a)가 형성된 제1레그(156); 및
일단에 상기 패널조립체(130)와 결합하는 제2결합부(157a)가 형성된 제2레그(157)를 포함하고,
상기 제1레그(156)의 타단과 상기 제2레그(157)의 타단은 회전 가능하게 결합하게 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 패널조립체(130)의 좌측과 상기 제1가변프레임(151)을 연결하는 제1완충가변장치(first shock absorber); 및
상기 패널조립체(130)의 우측과 상기 제2가변프레임(155)을 연결하는 제2완충가변장치(second shock absorber)를 더 포함하도록 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 패널조립체(130)가 감길 수 있는 보빈(160)을 더 포함하고,
상기 보빈(160)은 회전 가능하게 상기 하우징(140)과 결합되고,
감김이 시작되는 상기 패널조립체(130)의 제2단부는 상기 보빈(160)에 연결되게 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 하우징(140)은,
배터리가 구비된 제어보드를 더 포함하고,
상기 제어보드는 상기 패널조립체(130)를 구성하는 상기 엑스레이디텍터(110) 및 상기 디스플레이패널(120)과 전기적으로 연결되게 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치. - 청구항 5에 있어서, 상기 하우징(140)에 입구가 형성되고,
상기 패널조립체(130)는 상기 제2단부를 시작으로 상기 입구 내로 말려 들어 가고, 상기 제1단부를 시작으로 풀려서 상기 입구 밖으로 배출되게 구성되는,
엑스레이 검출기능의 디스플레이장치.
Priority Applications (2)
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| KR1020220111867A KR20240033345A (ko) | 2022-09-05 | 2022-09-05 | 엑스레이 검출기능의 디스플레이장치 |
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