JP2002078703A

JP2002078703A - Ｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JP2002078703A
Application number: JP2001188693A
Authority: JP
Inventors: Tetsuyuki Takanashi; 哲行高梨; Tomiya Sasaki; 富也佐々木; Yuichi Kasuya; 勇一粕谷; Masahiro Kuroda; 昌寛黒田; Mitsuyuki Yokoyama; 光之横山
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2000-06-22
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2002-03-19
Anticipated expiration: 2021-06-21
Also published as: JP4686061B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡素且つ低コストでメンテナンス性
が高く、高精度な回転検出もしくは回転制御が可能なＸ
線ＣＴ装置を提供することにある。【解決手段】Ｘ線ＣＴ装置では、架台回転部１の回転
を無接触で検出する構成として、インボリュート歯車１
０及び磁気抵抗センサ５を有する。インボリュート歯車
１０は架台回転部１と同軸の円の周方向に沿って周期的
な磁束変化を与える。マグネット５１、磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）素子５２及び５３から構成される磁気抵抗センサ５
は、架台回転部１と共にインボリュート歯車１０が回転
することによる磁束の変化を検出し、これに応じたパル
ス信号を出力する。磁気抵抗センサ５により得られたパ
ルス信号は信号処理ユニット６を経てサーボアンプ８及
びＣＴ主制御部９等に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線コンピュータ
断層撮影（ＣＴ）装置に関し、特に、Ｘ線コンピュータ
断層撮影（ＣＴ）装置における架台の回転部の回転を検
出のための機構及びその制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線ＣＴ装置は、高機能化され、
また、その機能が多様化されている。その機能の多様化
の一つに、機械的振動をできる限り排除して静な動作環
境で被検体を撮影する静音イメージングがある。架台の
固定部に設けられたモータからの回転駆動力を歯車及び
ベルト等を介して伝達させて架台の回転部を駆動する方
式では、ベルトの摺動などによる大きな作動音（騒音）
が発生し、被検体やＸ線技師に不安感や不快感を与え
る。従って、最近では、このような騒音を防止するため
Ｘ線ＣＴ装置の回転駆動機構には、静音化技術が適用さ
れている。

【０００３】静音イメージングへの流れに沿って登場し
た技術の一つに、架台の回転機構にダイレクトドライブ
（ＤＤ）モータ駆動方式を適用したＸ線ＣＴ装置があ
る。ダイレクトドライブモータ駆動方式では、架台の回
転部に多数の磁石が設けられ、一方、架台の固定部に巻
線が設けられ、この巻線に電流を供給することにより架
台の回転部がモータの回転子として直接的に回転駆動さ
れる。ダイレクトドライブモータ駆動方式では、ベルト
や歯車等からなる回転力を伝達する機構がないことから
静音化を図ることができる。

【０００４】このようなダイレクトドライブモータ駆動
方式が採用されたＸ線ＣＴ装置には、架台回転部の回転
を検出し、その回転位置及び回転スピードを制御するた
めに、レゾルバ機構が備えられる。

【０００５】図１は、従来のレゾルバ機構を概念的に示
している。この図１に示されるようにＸ線ＣＴ装置にお
ける架台回転部及び架台固定部に、レゾルバ３００、ト
ランス３０１、及びダイレクトドライブ（ＤＤ）モータ
３０２が設けられる。これらは、それぞれ、架台回転部
側の構造体及び架台固定部側の構造体に設けられてい
る。例えば、トランス３０１の１次側巻線及びレゾルバ
に相当する２次側巻線が架台回転部及び架台固定部に設
けられている。

【０００６】Ｘ線ＣＴ装置に適用されたレゾルバ３００
は、架台回転部の回転位置の検出、又は、回転速度の検
出に用いられ、架台回転部の形状に応じて比較的大口径
のリング形状を有している。架台回転部内に実装される
レゾルバ用リファレンス信号発生器３０５からは、サイ
ン（Ｓｉｎ）波からなるリファレンス信号が生成され、
レゾルバ３００に入力される。これに応じてレゾルバ３
００から出力されるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号が架台固
定部に設けられたコントローラ３０６に入力される。コ
ントローラ３０６は、これらｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号
並びにトランス３０１を介して回路３０５から出力され
たリファレンス信号は、Ｒ／Ｄ回路によりデジタル信号
に変換され、基本パルスが生成される。このデジタル信
号は、分周されて回転部の位置検出に利用される。即
ち、この基本パルスは、Ｘ線ＣＴ装置の制御部に供給さ
れ、回転位置検出や回転速度検出等に基づく各種制御に
利用され、Ｘ線の曝射、データ収集及びＸ線管のトリガ
が制御される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなレゾルバに
よる回転検出機構には、次のような問題がある。

【０００８】レゾルバは、大口径の構造物であり、これ
を量産するためには大規模な自動化設備が必要になるの
で、Ｘ線ＣＴ装置がコスト高となる問題がある。また、
レゾルバ機構が組み込まれた従来の架台回転部では、Ｌ
ＥＤやフォトダイオードを利用して架台固定部と回転部
と間でデータを光通信するデータ伝送ユニットのさらに
奥まった位置に、大きなレゾルバ構造物等が配置される
ので、メンテナンス時等におけるレゾルバ機構へのアク
セス性が悪く、点検整備や交換作業等に多大な労力を要
するという問題がある。また、レゾルバ機構のコイルか
ら信号取り出す為にこのレゾルバ機構のコイルから直接
的に信号伝達線を引き出している。従って、断線等の障
害が生じた場合にこの断線等の障害に柔軟に対応でき
ず、レゾルバ一式の交換を余儀なくされる問題がある。

【０００９】また、リファレンス信号を発生するリファ
レンス信号発生器は、上記のように架台回転部に設けら
れ、スリップリングを介して架台回転部及び架台固定部
の全体に電力を供給しない限り、回転検出の機能を実行
することができない点も、メンテナンス時の効率、及び
安全性などの観点から好ましくない。そこで、このよう
なレゾルバによる回転検出機構の問題を解消する新たな
改良が求められている。

【００１０】この発明は、上記のような事情に鑑みなさ
れたものであって、その目的は、構造が簡素且つ低コス
トでメンテナンス性が高く、高精度な回転検出もしくは
回転制御が可能なＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、略円
筒形状をなす回転部及びこの回転部を回転可能に保持す
る固定部から構成される架台と、回転部の回転を検出し
て回転検出信号を発生する回転検出手段と、前記回転検
出信号を補正する補正手段と、この補正手段により補正
された回転検出信号に基づいて前記回転部の回転位置及
び回転速度の少なくとも一方を算出する演算制御手段
と、とから構成されるＸ線ＣＴ装置が提供される。

【００１２】また、この発明によれば、略円筒形状をな
す回転部及びこの回転部を回転可能に保持する固定部か
ら構成される架台と、回転部の回転を検出して回転検出
信号を発生する回転検出手段であって、前記回転部及び
固定部の一方に設けられ、前記回転部の回転方向に沿っ
て周期的な磁束変化を与える被検出部及びこの被検出部
との間にギャップを空けて前記回転部及び固定部の他方
に設けられ、前記回転部の回転に伴い前記被検出部に生
じる磁束変化を検出し、これに応じて回転検出信号を発
生する回転検出センサを含む回転検出手段と、回転部の
基準位置を検出して基準位置検出信号を発生するセンサ
と、この補正手段により補正された回転検出信号に基づ
いて前記回転部の回転位置及び回転速度の一方を算出す
る演算制御手段であって、位置センサからの基準位置信
号及び前記回転部の回転速度に基づいて前記回転部の回
転位置を演算し、この位置に応じた補正値を前記回転検
出信号から演算する演算制御手段と、及び前記被検出部
と前記回転検出センサとのギャップを一定に保つよう
に、前記補正値に従って該被検出部に対し該回転検出セ
ンサを微少移動させる移動手段と、から構成されること
を特徴とするＸ線ＣＴ装置が提供される。

【００１３】更に、この発明によれば、略円筒形状をな
す回転部及びこの回転部を回転可能に保持する固定部か
ら構成される架台と、回転部の回転を検出して回転検出
信号を発生する回転検出手段であって、前記回転部及び
固定部の一方に設けられ、周期的なスリットパターンが
形成されたリング状の被検出部及びこの被検出部に対向
して前記回転部及び固定部のいずれか他方に設けられ、
前記回転部の回転に伴い前記被検出部のスリットパター
ンを通過した光線を検出して検出信号を出力する光セン
サを含む回転検出手段と、前記回転検出信号を補正して
補正検出信号を発生する補正手段と、この補正手段によ
り補正された回転検出信号に基づいて前記回転部の回転
位置及び回転速度の少なくとも一方を算出する演算制御
手段と、から構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置
が提供される。

【００１４】更にまた、この発明によれば、略円筒形状
をなす回転部及びこの回転部を回転可能に保持する固定
部から構成される架台と、前記回転部又は固定部のいず
れか一方に設けられ、前記回転部と同軸の円の周方向に
沿って周期的な磁束変化を与える被検出部と、前記回転
部又は固定部のいずれか他方に設けられ、前記回転部の
回転に伴い前記被検出部に生ずる磁束変化を検出し、こ
れに応じた電気信号を出力する回転検出手段と、前記回
転検出手段から出力された電気信号に基づいて前記回転
部の回転位置及び回転速度の少なくとも一方を算出する
手段と、から構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置
が提供される。

【００１５】また、更に、この発明によれば、略円筒形
状をなす回転部及びこの回転部を回転可能に保持する固
定部から構成される架台と、前記回転部を直接駆動して
これを回転させるＤＤモータと、前記回転部及び固定部
のいずれか一方に設けられ、周期的なスリットパターン
が形成されたリング状の被検出部と、前記回転部及び固
定部のいずれか他方に設けられ、前記回転部の回転に伴
い前記被検出部のスリットパターンにおける光線の通過
の変化を検出し、該変化に応じた電気信号を出力する回
転検出手段と、前記回転検出手段からの回転検出信号に
基づいて前記ＤＤモータのエンコードされた信号を発生
する発生手段と、とから構成されることを特徴とするＸ
線ＣＴ装置。

【００１６】が提供される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を説明する。

【００１８】図２は、この発明の第１実施形態に係るＸ
線ＣＴ装置の概略構成を示している。

【００１９】図２において、１は、架台の回転部及び４
は、架台の固定部を示している。円筒形状の架台回転部
１には、被検体にＸ線を曝射するＸ線管２及び被検体を
透過したＸ線を検出するためのＸ線検出器３が設けら
れ、Ｘ線管２及びＸ線検出器３は、円筒状をなす被検体
が挿入される空間Ｓを介して対向されている。また、架
台回転部１には、検出器３から出力される検出信号を処
理する信号処理回路（図示せず）の基板を収容する実装
ユニット等が取り付けられている。このような架台回転
部１は、架台固定部４によりベアリングを介して回転可
能に保持される。

【００２０】架台固定部に設けられるモータからの回転
駆動力が歯車及びベルト等を介して伝達されて架台回転
部が駆動される方式では、ベルトの摺動等に基づく大き
な作動音、即ち、機械的な騒音が発生され、被検体やＸ
線技師に不安感や不快感を与える。従って、最近のＸ線
ＣＴ装置では、このような騒音を防止する為に下記に説
明されるような静音化技術が適用されている回転駆動機
構が組み込まれている。

【００２１】この発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置に
は、静音型の回転駆動方式としてダイレクトドライブ
（ＤＤ）モータ駆動方式が採用されている。即ち、架台
回転部１には、巻線１１が設けられ、一方、架台固定部
４には、磁石１２が設けられている。巻線１１に電流が
供給されることにより磁石１２からの磁束と巻き線１１
から発生される磁束とが反撥され、架台回転部１がモー
タの回転子として直接的に、無接触で回転駆動される。
なお、ここで、静音型の回転駆動方式としてダイレクト
ドライブ（ＤＤ）モータ駆動方式を説明しているが、こ
の発明のＸ線ＣＴ装置では、ダイレクトドライブ（Ｄ
Ｄ）モータ駆動方式限らず、他の駆動機構がされても良
く、特定の回転駆動方式に限定されないことは明細書の
記述から明らかである。

【００２２】本実施形態のＸ線ＣＴ装置では、次のよう
な架台回転部１の回転を無接触で検出する機構が採用さ
れている。即ち、図２に示すように、固定部４に対向す
る架台回転部１の円筒外周面には、回転検出の対象部と
してインボリュート歯車１０が設けられている。このイ
ンボリュート歯車１０は、架台回転部１と同軸の円の周
方向に沿って回転され、この回転に伴い固定部４及び回
転部１との間のギャップに周期的な磁束変化を与えてい
る。インボリュート歯車１０は、安価且つ容易に製作が
可能で、その加工精度も高いという利点がある。なお、
架台回転部１の磁性部分に削り出し加工等を施すことで
インボリュート歯車１０が磁性部分に一体的に成型され
て設けられてもよい。

【００２３】一方、架台固定部４には、架台回転部１の
インボリュート歯車１０に近接して磁気抵抗センサ５が
設けられている。磁気抵抗センサ５とインボリュート歯
車１０との間のギャップは、所定長、例えば、１ｍｍ程
度に定められている。この磁気抵抗センサ５は、架台回
転部１と共にインボリュート歯車１０が回転することに
伴い磁束の変化に依存した波形を有する検出信号が発生
され、信号処理されてこの検出信号に応じたパルス信号
が出力される。

【００２４】磁気抵抗センサ５により得られたパルス信
号は、信号処理ユニット６を経てサーボアンプ８及びＣ
Ｔ主制御部９等に供給される。信号処理ユニット６に
は、スイッチ及び補正回路７が設けられている。この信
号処理ユニット６については、後述する。サーボアンプ
８からの出力は、ＤＣモーターの巻き線１１に駆動信号
を供給するＤＣモーター駆動回路１４に供給される。

【００２５】このＤＣモーター駆動回路１４は、サーボ
アンプ８からの出力に従って駆動信号を発生し、回転部
１をＣＴ主制御部９で設定した回転速度で回転させる。
ＣＴ主制御部９は、ＤＣモーター駆動回路１４に回転の
開始或いは停止の指示、或いは、回転速度の指示含む回
転モードの設定指令を与えている。架台の固定部４に
は、基準位置センサ１６が設けられ、回転部１のある基
準位置がこの基準位置センサ１６で検出されて基準位置
センサ１６から基準位置信号がＣＴ主制御部９に発生さ
れる。従って、基準位置信号を受けたＣＴ主制御部９
は、この基準位置信号を受けたタイミングからの時間及
び回転部１の回転速度から回転部１の回転位置を演算に
より求め、位置信号を発生することができる。即ち、サ
ーボアンプ８は、磁気抵抗センサ５からのパルス信号を
受け、このパルス信号に基づいてダイレクトドライブモ
ータを制御して架台回転部１の回転駆動を制御してい
る。また、ＣＴ主制御部９は、磁気抵抗センサ５からの
パルス信号を同様に受け、このパルス信号に基づいて架
台回転部１の回転位置及び回転速度を算出してＸ線ＣＴ
装置全体の動作を制御している。なお、現実的な実装で
は、サーボアンプ８よりもＣＴ主制御部９の方が、より
磁気抵抗センサ５から出力されるパルス信号に対する要
求精度が高いとされる。

【００２６】図３（ａ）から（ｄ）を参照して、磁気抵
抗センサ及びインボリュート歯車の組み合わせで回転部
１の回転を検出する原理を以下に説明する。この図３
（ａ）に示すように、磁気抵抗センサ５は、磁束を発生
するマグネット５１と、このマグネット５１の回転部１
に対向する面には、２つの磁気抵抗素子５２，５３が設
けられている。ここで、マグネット５１に代えてコイル
等からなる電磁石が用いられても良いことは、明らかで
ある。

【００２７】図３（ａ）から理解されるように、インボ
リュート歯車１０は、歯の形状或いはその位置に応じて
マグネット５１から発せられる磁束の集中作用が変化さ
れる。そして、インボリュート歯車１０が架台回転部１
と共に回転すると、この回転に応じて周期的な磁束変化
が磁気抵抗センサ周囲に生じる。磁気抵抗（ＭＲ）素子
５２，５３は、このようにインボリュート歯車１０の回
転により作用を受けた磁束の変化に応じた抵抗変化を呈
し、この抵抗変化に応じて電気信号が出力される。

【００２８】図３（ｂ）には、磁気抵抗素子５２から出
力される正弦信号ＳＡ（Ａ相）及び磁気抵抗素子５３に
より得られた余弦信号ＳＢ（Ｂ相）が示されている。ま
た、図３（ｃ）には、図３（ｂ）に示されるＡ相の正弦
信号ＳＡに基づき生成されるパルス信号ＰＡが示され、
図３（ｄ）には、図３（ｂ）に示されるＢ相余弦信号Ｓ
Ｂに基づき生成されるパルス信号ＰＢが示されている。
図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示されるパルス信号ＰＡ及
びＰＢは、夫々Ａ相の正弦信号ＳＡ及びＢ相余弦信号Ｓ
Ｂのゼロクロスを検知してそのゼロクロス点で立ち上が
り、また、立ち下がるゼロクロス検出回路（図示せず）
で生成される。上述したＣＴ主制御部９では、Ａ相のパ
ルス信号ＳＡとＢ相のパルス信号ＳＢとの位相差に基づ
いて回転位置及び回転速度を算出している。

【００２９】現実的な実装においては、インボリュート
歯車１０の歯数を例えば、４３２とし、４３２個の正弦
波（Ａ相）ＳＡ及び余弦波（Ｂ相）ＳＢが発生され、こ
れがＡ／Ｄ変換されて例えば２５逓倍回路に入力され、
インボリュート歯車１０の１周につき１０８００のＡ相
パルス信号及びＢ相パルス信号が生成される。

【００３０】本実施形態は以上述べたような回路構成に
おいて磁気抵抗センサ５からの出力信号波形に歪みが生
ずることに関し、以下に説明する幾つかの対策を講じて
いる。

【００３１】Ｘ線ＣＴ装置では、架台回転部１の位置検
出及び回転制御を高精度で実施するために、磁気抵抗セ
ンサ５からの出力信号についても高い精度が要求され
る。具体的には、Ａ相及びＢ相のパルス信号の誤差範囲
は、所定範囲、例えば、±３％以内の精度である。Ａ／
Ｄ変換以前の信号波形に歪みが含まれていると、これを
２５逓倍したパルス信号の精度は、誤差範囲±１５％を
超えてしまう。

【００３２】そこで、本実施形態では、磁気抵抗センサ
５の検出対象であるインボリュート歯車１０の形状に第
１、第２の最適化手法を適用している。

【００３３】図４（ａ）及び図４（ｂ）並びに図５
（ａ）及び図５（ｂ）は、第１の形状最適化を説明する
ための図であって、形状最適化前及び形状最適化後にお
けるインボリュート歯車の歯先、及びこの歯先から作用
を受けた磁束の変化を検出した磁気抵抗センサ５からの
出力信号波形を示している。図４（ａ）は、形状最適化
前におけるインボリュート歯車の歯先の形状を示し、歯
先２０のエッジ部分は、インボリュート歯車に固有の形
状として若干の丸みを帯びている。このようにインボリ
ュート歯車が丸みを有することによって図４（ｂ）に示
すように出力信号波形Ｓ２０が歪むこととなる。

【００３４】図５（ａ）は、インボリュート歯車の形状
最適化後の形状を示しており、歯先２１のエッジ部分Ｅ
１及びＥ２が先鋭に形成されている。歯先２０のエッジ
部分がＥ１及びＥ２が先鋭に形成されることにより磁束
の収束の仕方が変わり、出力信号波形Ｓ２１は、図５Ｂ
に示すように歪みが抑えられて良好な波形に改善され
る。

【００３５】ところで、インボリュート歯車１０の形状
を最適化しても、依然として所要の精度が達成されない
場合がある。それは、磁気抵抗センサ５を構成するマグ
ネット５１の形状、磁気抵抗素子５２，５３の形状、及
びこれらの配置等に起因して磁束密度が均一にならず、
依然として出力信号波形に歪が生じてしまう場合があ
る。

【００３６】そこで、図２に示した補正回路７により磁
気抵抗センサ５からの出力信号に補正を加えることで出
力パルス信号に必要な精度を与えている。

【００３７】図６は、磁気抵抗センサ５からの出力信号
を補正する方法の一例を説明するための図である。

【００３８】補正回路７には、磁気抵抗センサ５からの
補正前の原出力信号が入力され、この補正回路７では、
出力信号に基づき磁束の時間変化が計測される。より具
体的には、出力信号波形のゼロクロス点間の時間が基本
クロックを利用してカウントされる。カウントされた時
間は、波形の歪みによる影響を受けにくく、例えば、誤
差範囲±０．０１％の高い精度のカウント信号にするこ
とができる。

【００３９】次に、計測した時間、即ち、カウント信号
が１／１００倍され、上述した２５逓倍パルスの１／４
パルス長の補正パルスが生成され、計算終了後のパルス
から順次に出力される。即ち、この補正パルスは、ゼロ
クロス点間の１／１００の時間間隔で出力される。

【００４０】補正回路７における信号補正は、時間計測
に基づく計算を前提している。しかしながら、この計算
は、架台回転部１の停止中、回転加速期、及び回転減速
期において計算処理能力の制約、即ち、補正回路７に大
規模なバッファを設けることができないなどの制約か
ら、その補正の為の計算を実施できない虞がある。そこ
で、図７に示すように架台回転部１の回転を加速或いは
減速する加速期間又は減速期を除く、架台回転部１が定
速（最高速を含む）で回転される間に補正動作が実行さ
れる。即ち、ＣＴ主制御部９は、図２に示すように補正
回路７による補正動作のＯＮ／ＯＦＦを制御している。
このように補正動作の制御をＣＴ主制御部９側が担うこ
とで、必要なときだけ補正を施したパルス信号を得るこ
とができる。

【００４１】尚、信号処理ユニット６は、サーボアンプ
８に供給する信号については補正回路７による補正を実
施しないで補正されていない原信号が供給される。ま
た、架台回転部１の回転加速期及び減速期について、Ｃ
Ｔ主制御部９に対しては同様に補正が施されていない原
信号が供給される。これは、ＣＴ主制御部９が位置検出
等のために常に安定した数のパルス信号を必要とするか
らである。

【００４２】以上説明したように、第１実施形態によれ
ば、架台回転部１の回転検出のために磁気抵抗センサ５
及びインボリュート歯車１０による機構を適用している
ので、従来のレゾルバ方式に比べ、構成の大幅な小型
化、簡素化、省スペース化を図ることができる。例え
ば、レゾルバ機構は、８０〜１００キログラム程度の重
量を有するが、磁気抵抗センサ５及び歯車１０の重量
は、高々数キログラムである。また、この回転検出機構
の製造コストは、レゾルバ機構の約半分となる。回転検
出機構の小型化によれば、架台回転部１全体の構成がシ
ンプルとなり、組立性、メンテナンス性、安全性ともに
向上される。

【００４３】レゾルバ機構が適用された従来の架台回転
部では、ＬＥＤやフォトダイオードを利用して架台固定
部と回転部と間でデータを光通信するデータ伝送ユニッ
トのさらに奥まった位置に、大型のレゾルバ構造物等が
配置されるので、メンテナンス時等におけるアクセス性
が悪く、点検整備や交換作業等に多大な労力を要してい
る、しかしながら、この実施形態に係る回転検出機構で
は、磁気抵抗センサ５やインボリュート歯車１０に対し
簡単にアクセスできるようになり、例えば、設置現場に
おける交換作業も可能となる。また、架台回転部１への
通電をしないで、モータシステム及び架台固定部４に通
電するのみで架台回転部１の回転機構に関する機能検証
が可能であることもメンテナンス効率の向上に寄与す
る。

【００４４】また、この実施形態に係る回転検出機構
は、既存の磁気抵抗センサを適用することによる精度の
問題も解決することができる。

【００４５】磁気抵抗素子５２，５３等から構成される
磁気抵抗センサ５からの出力パルス信号の安定化を図る
べくインボリュート歯車１０の形状を最適化し、また、
磁気抵抗センサ５からのパルス信号を補正回路７により
補正するようにしているので、Ｘ線ＣＴ装置として要求
される高い精度を実現することができる。

【００４６】より具体的には、電圧変動（４．０〜６．
０Ｖ）、及び歯車乃至磁気センサ間のギャップ変動
（１．５〜０．５ｍｍ）を見込んだ上でのパルス精度と
して、１２０ｒｐｍ回転で最悪条件下にあるとき、従来
で±１〜２％のパルス精度を±０．００９３％に向上で
きる。

【００４７】したがって、本実施形態によれば、構成が
簡素であり低コストでメンテナンス性が高く、高精度な
回転検出もしくは回転制御が可能なＸ線ＣＴ装置を提供
することができる。

【００４８】（第１実施形態の変形例）なお、連続回転
する架台回転部１と固定部４との間において磁気抵抗セ
ンサ５からの検出信号の適切な伝達が図られることを前
提に、磁気抵抗センサと歯車との配置を逆にしてもよ
い。すなわち、磁気抵抗センサ５を架台回転部１に配置
し、一方、インボリュート歯車１０を架台固定部４に設
けてもよい。

【００４９】また、インボリュート歯車１０は、一例で
あって、平歯車などの他の歯車が用いられても良い。こ
の場合、上述したインボリュート歯車１０の形状最適化
を、その歯車の形状や特性に応じて適宜変更することが
好ましい。要するに、磁気抵抗センサ近傍における磁束
変化を与える歯車自体の形状や配置による出力信号波形
の歪が抑えられればよい。

【００５０】また、架台回転部の駆動機構がダイレクト
ドライブ（ＤＤ）駆動方式ではないＸ線ＣＴ装置、例え
ば、モータからの回転駆動力を歯車及びベルト等を介し
て伝達させて架台回転部を駆動する機構を備えたＸ線Ｃ
Ｔ装置にも本発明を適用可能であることは言うまでもな
い。この場合、静音効果が若干低下するものの、回転検
出はあくまで非接触であり、上記した本発明の有利な効
果を得ることができる。

【００５１】（第２実施形態）本発明の第２実施形態
は、磁気抵抗センサが回転部１に対する近接離反制御す
ることによってパルス精度を向上させている。本実施形
態は上述した第１実施形態と組みあせて実施可能である
し、単独でも実施可能である。

【００５２】図８は、図２に示される磁気抵抗センサ５
にこれを近接離反する制御機構が固定部４に設けた実施
例を示している。この機構は、インボリュート歯車１０
と磁気抵抗センサ５とのギャップを伸長又は短縮すべく
該磁気抵抗センサ５を該歯車１０に近接させ、又は離反
させる機構である。図８に一例として示すように、磁気
抵抗センサ５は、架台固定部４に対して、インボリュー
ト歯車１０に向けてスライド移動可能に取り付けられて
も良い。また、磁気抵抗センサ５には、ピニオンギア７
０が設けられ、架台固定部４には、ピニオンギア７０と
噛み合うラック７１が設けられても良い。ピニオンギア
７０の回転により磁気抵抗センサ５がインボリュート歯
車１０に対して近づいたり、離れたりさせてその位置を
調整することができる。

【００５３】第１実施形態のようにＸ線ＣＴ装置の架台
回転部１にインボリュート歯車１０を設けてその回転を
磁気抵抗センサ５により検出する機構が採用された場
合、インボリュート歯車１０は、比較的大径となる。こ
のため、インボリュート歯車１０を真円に等しい理想的
な部品として製造することが困難な場合がある。

【００５４】インボリュート歯車１０の形状に歪み、へ
こみ、たわみ等があると、磁気抵抗センサ５とのギャッ
プが変動し、歯車１０の形状が磁気抵抗センサ５からの
検出信号の精度に影響を及ぼすこととなる。また、イン
ボリュート歯車１０の加工精度のみならず、架台回転部
１への取り付け精度も同様である。

【００５５】この実施形態では、インボリュート歯車１
０と磁気抵抗センサ５との間を一定に維持すべく磁気抵
抗センサ５を近接離反させる制御を実現することができ
る。このような制御のための制御量を得るべく、架台回
転部１が予備的に回転動作され、この回転動作によって
制御量が定められる。より詳しくは、架台回転部１が少
なくとも１回転され、磁気抵抗センサ５から少なくとも
１周分のパルス信号が出力され、この信号から回転角度
（位置）毎のパルス精度が計算される。例えば、インボ
リュート歯車１０のある部分にへこみが発生している場
合、この位置に対応する磁気抵抗センサ５からのパルス
信号は、へこみ、即ち、欠陥に応じて変動し、このへこ
みに関しての欠陥データが制御量として予備的な回転に
より得られ、この欠陥が予め認識される。かかる認識処
理（パルス精度の計測）は、例えばＣＴ主制御部９によ
り実行され、その内のメモリに欠陥データとして格納さ
れる。

【００５６】次に、上記認識処理により得られた欠陥デ
ータに基づき磁気抵抗センサ５が移動される制御量が算
出され、各回転角度ごとにおいて磁気抵抗センサ５とイ
ンボリュート歯車１０との間のギャップが一定となるよ
うに、図８に示した機構が作動して近接及び離反制御が
実行される。これにより、磁気抵抗センサからの検出信
号に基づいて、一定のパルス精度を有するパルス信号を
得ることができる。

【００５７】このようなパルス精度の計測を伴う近接離
反制御は、Ｘ線ＣＴ装置の各種動作状態に応じて適宜に
実行することによって、更なる精度向上及び安定化を実
現できる。

【００５８】一例としては、上記した予備的な回転動作
によるパルス精度の計測及び近接離反制御が架台回転部
１の回転スピードごとに実施され、その制御データが用
意されることが好ましい。

【００５９】他の例としては、スキャノグラム撮影への
応用がある。スキャノグラム撮影では、架台回転部１、
即ち、Ｘ線管が所要の回転位置に移動され、その回転位
置が維持されたまま被検体が載せられた天板が移動され
る。このようなスキャノグラム撮影では、インボリュー
ト歯車１０と磁気抵抗センサ５とのギャップの不均一性
から、上記所定の回転位置までＸ線管の移動を高精度に
することができない虞がある。そこで、上記した予備的
な回転動作をスキャノグラム撮影に先行して実施し、架
台回転部１を少なくとも１回転だけ予備回転させてパル
ス精度を計測し、近接離反制御を実施することでＸ線管
の上記回転位置までの移動を高精度で実現することがで
きる。

【００６０】図９に、近接離反制御に係る上記２つの制
御例をＸ線ＣＴ装置において実施する場合におけるＣＴ
主制御側の制御フローが示されている。図９に示される
ようにステップＳ２０において、回転部１の回転が開始
されてパルス精度を向上させる為のデータ収集が開始さ
れる。ステップＳ２１に示すように架台が連続的に回転
される断層撮影モードでは、ステップＳ２２に移行さ
れ、架台が所定位置で停止されるスキャノグラフモード
では、ステップＳ２３に移行される。即ち、断層撮影モ
ードでは、ステップ２１で架台が連続的に回転され、ス
テップＳ２２において架台の回転が設定可能な所定速度
（ＣＯＮＳＴ．）のある１つに達すると、ステップＳ２
３においてその速度に架台が維持された状態で架台が１
回転する間に補正回路６に出力される回転検出パルスが
モニターされ、ステップＳ２４に示すようにそのパルス
の精度が検出される。ステップＳ２４に示すようにパル
ス精度が所定範囲にない位置についての情報が収集さ
れ、ステップＳ２４その位置で磁気抵抗センサ５がイン
ボリュート歯車１０に近接或いは離間させた場合のパル
ス精度が検出される。この検出に基づいて各回転位置で
の磁気抵抗センサ５とインボリュート歯車１０との間の
間隙距離に関する制御量が決定され、この制御量に従っ
て磁気抵抗センサ５とインボリュート歯車１０との間が
一定に維持され、何れの回転位置でもパルス精度が所定
範囲にあるように磁気抵抗センサ５の駆動機構が制御さ
れる。ある所定回転速度についての回転位置と制御量と
の関係は、ステップＳ２６で収集され、ＣＴ主制御部９
の記憶装置（図示せず）に格納されてステップＳ２７に
示すようにデータの収集が完了される。収集された制御
量に関するデータは、回転速度が決定された際に取り出
され、その回転速度に応じて磁気抵抗センサ５の駆動機
構が制御される。また、各回転速度毎の制御量は、記憶
装置（図示せず）に格納されるが、この制御量は、装置
の運転状態に応じて定期的に更新されることが好まし
い。

【００６１】スキャノグラフモードでは、ステップＳ２
３に示されるように架台が１回転されて回転位置毎のパ
ルス精度が検出される。この検出されたパルス精度を基
にステップＳ２８に示すように各回転位置毎の磁気抵抗
センサ５とインボリュート歯車１０との間の間隙距離に
関する制御量が決定され、ステップＳ２５に示すように
何れの位置にＸ線管が位置されてもパルス精度が所定範
囲にあるようにこの制御量に基づいて磁気抵抗センサ５
の駆動機構が制御される。位置と制御量の関係がステッ
プＳ２６に示すように収集され、ＣＴ主制御部９の記憶
装置（図示せず）に格納されてステップＳ２７に示すよ
うに一連の動作が完了される。

【００６２】以上説明した第２実施形態に係るＸ線ＣＴ
装置よれば、上記第１実施形態と同様の作用効果が得ら
れる上、回転検出の精度をより向上し、安定化させるこ
とができる。

【００６３】（第３実施形態）この発明の第３実施形態
に係るＸ線ＣＴ装置においては、図１０（ａ）に示すよ
うにインボリュート歯車１０に代えて回転部１には、ス
リット円板９１が設けられている。このスリット円板９
１には、周期的なスリットのパターン９２が予め形成さ
れている。そして、このスリット円板９１のスリットを
利用して無接触で回転部１の回転を検出するため光学的
センサとして図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示される
ように透過型フォトインタラプタ９０或いは磁気抵抗セ
ンサ５が固定部４に設けられている。

【００６４】Ｘ線ＣＴ装置の架台は、上述した第１又は
第２実施形態と同様にダイレクトドライブ（ＤＤ）モー
タ駆動方式の構造を有する。なお、ＤＤモータ駆動方式
によらずベルト等を介して間接的に駆動する方式を採っ
てもよい。

【００６５】図１０（ａ）に示すＸ線ＣＴ装置では、第
１実施形態と同様にゼロクロス方式で透過型フォトイン
タラプタ９０或いは磁気抵抗センサ５からの出力信号を
補正する補正回路７が設けられている。図１０（ａ）に
示される各部で図２に示される符号と同一の符号を付し
た箇所の説明は、便宜上省略する。詳細な説明は、図２
を参照されたい。

【００６６】図１０（ｂ）は、この透過型フォトセンサ
９０及びスリット円板９１を横側からみた際の断面図で
ある。図１０（ｂ）に示すように透過型フォトインタラ
プタ９０は、その横側から見て間隙９３を有しており、
この空隙９３を介して光発生部、即ち、フォトダイオー
ド９４及び光検出部、即ち、透過型フォトセンサ９５、
９６が互いに対向されている。この透過型フォトインタ
ラプタ９０は、図１０（ｂ）に示すように架台回転部１
の外周に取り付けられたスリット円板９１が非接触で透
過型フォトインタラプタ９０の間隙９３に配置されてい
る。透過型フォトセンサ９５、９６は、スリット円板９
１の各スリット９２が次々に透過型フォトセンサ９５、
９６上を横切るように回転部１の回転方向に沿って配置
されている。２つの透過型フォトセンサ９５、９６から
は、図３Ｂに示すようにＡ相の正弦信号ＳＡ及びＢ相余
弦信号ＳＢが発生され、このＡ相の正弦信号ＳＡ及びＢ
相余弦信号ＳＢのゼロクロス点が補正回路７内のゼロク
ロス回路で検出されて図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す
ようなパルス信号が生成される。

【００６７】磁気抵抗センサ５は、図３（ａ）に示され
ると同様にスリット円板９１の各スリット９２が磁気抵
抗素子５２，５３を次々に横切るようにスリット円板９
１に対向して磁気抵抗センサ５が設けられても良く、或
いは、図１０（ｃ）に示されるように図１０（ｂ）に示
したフォトインタラプタ９０と同様な構造を有する磁気
抵抗センサであっても良い。但し、磁気抵抗センサと組
み合わされるスリット円板９１は、透磁性を有する磁性
体で作られている。図１０（ｃ）に示す磁気抵抗センサ
５では、空隙９３を介してマグネット５１及び磁気抵抗
素子５２，５３が互いに対向されている。この磁気抵抗
センサ５では、図１０（ｃ）に示すように架台回転部１
の外周に取り付けられたスリット円板９１が非接触で磁
気抵抗センサ５の間隙９３に配置されている。ここで、
スリット円板９１の各スリット９２が次々に磁気抵抗素
子５２，５３上を横切るように磁気抵抗素子５２，５３
は、回転部１の回転方向に沿って配置されている。この
磁気抵抗素子５２，５３からも同様に、図３（ｂ）に示
すようにＡ相の正弦信号ＳＡ及びＢ相余弦信号ＳＢが発
生され、このＡ相の正弦信号ＳＡ及びＢ相余弦信号ＳＢ
のゼロクロス点が補正回路７内のゼロクロス回路で検出
されて図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すようなパルス信
号が生成される。

【００６８】透過型フォトセンサ９０及びスリット円板
９１の組み合わせにおいては、架台回転部１の回転に伴
ってスリット円板９１が回転されると、光発生部９４か
ら発せられた光線の光路上をスリットパターン９２が横
切る間、光線がこれを通過して検出部９５に入射され
る。従って、検出部９５からは、１つのスリットの通過
に対応してパルスが出力される。一例として、スリット
円板９１に５４００個のスリットが設けられる例では、
１回転で５４００のパルス信号が発生され、このパルス
信号が図示しない逓倍回路により２逓倍されることで１
０８００のパルス信号が得られる。このパルス信号は、
架台回転部１の回転に依存し、これがサーボアンプ８及
びＣＴ主制御部９等に供給され、第１実施形態と同様に
架台回転部１の回転位置検出、回転速度検出等に利用さ
れる。

【００６９】尚、Ｘ線ＣＴ装置の架台がダイレクトドラ
イブ（ＤＤ）モータ駆動方式で駆動される場合には、検
出部９５から発生される検出パルスは、架台回転部１の
回転をエンコードした信号として後の回路で処理される
こととなる。

【００７０】同様に磁気抵抗センサ５とスリット円板９
１との組み合わせでは、スリット円板９１のスリット９
２がマグネット５１と磁気抵抗素子５２，５３間に配置
される際には、マグネット５１からの磁束が磁気抵抗素
子５２，５３に導かれ、この素子の抵抗が増加され、ス
リット９２間のブリッジがマグネット５１と磁気抵抗素
子５２，５３間に配置される際には、マグネット５１か
らの磁束がスリット９２間のブリッジで阻止されて磁気
抵抗素子５２，５３に導かれず、この素子の抵抗が減少
される。従って、スリット円板９１のスリット９２が磁
気抵抗センサ５を次々に通過するに従って磁気抵抗素子
５２，５３からは、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照し
て説明したように周期的に変動される検出信号が発生さ
れる。

【００７１】図１０（ａ）に示すスリット円板９１は、
架台回転部１の外周に設けられることから、そのサイズ
が大きく、１枚の金属板で作ることが困難であるとされ
ている。そこで、スリット円板９１は、複数のセグメン
トに分けられて作られ、各セグメントが架台回転部１に
固定されて１つのスリット円板９１に形成される。この
ように複数のスリットセグメントを組み合わせて１つの
スリット円板に組み立てる場合には、その製造が比較的
容易になる反面、そのスリットセグメントの繋ぎ目で精
度が低下し、その結果、磁気抵抗センサ５或いは透過型
フォトセンサ９０から出力される出力信号に基づいて生
成されるパルス信号のパルス精度を所定許容範囲、例え
ば、±３％以下（逓倍後のパルス精度で±１５％以内）
に保つことができない虞がある。

【００７２】そこで、図１１に示すように補正データが
収集されて磁気抵抗センサ５或いは透過型フォトセンサ
９０からの出力信号が補正される。即ち、ステップＳ３
１に示すようにＣＴ主制御部９に含まれる架台回転部１
を制御する架台制御セクションから回転部１を回転させ
る回転支持が架台回転機構に与えられて架台回転部１の
回転が開始される。ステップＳ３２において、基準位置
センサ１６からの基準位置信号が架台制御セクションに
入力されて架台回転部１の回転位置が架台制御セクショ
ンで認識される。例えば、Ｘ線管２が図１０（ａ）に示
されるように最上部位置に位置されたことが架台制御セ
クションで認識され、この最上部位置を通過した時点か
らの定速回転されるＸ線管２の移動時間からＸ線管２の
位置が認識される。予めスリット円板９１がいくつのセ
グメントに分割され、そのセグメントの繋ぎ目位置が判
明していることから、繋ぎ目が磁気抵抗センサ５或いは
透過型フォトセンサ９０を通過した際のパルスＰＡが補
正回路６で測定される。また、繋ぎ目以外のセグメント
が磁気抵抗センサ５或いは透過型フォトセンサ９０を通
過している間のパルスＰＢが同様にその位置の関係で測
定される。この繋ぎ目位置でのパルスＰＡからそのパル
ス精度Ａｎが求められる。nは、繋ぎ目の数であって、
４つのセグメントでは、繋ぎ目毎の４つのパルス精度Ａ
1〜Ａ4が求められる。これらパルス精度Ａｎは、図示し
ない記憶装置に記憶される。また、繋ぎ目間の位置から
のパルスＰＢからそのパルス精度が求められ、繋ぎ目間
の位置に依存するパルスＰＢのパルス精度の平均Ｂがス
テップＳ３４で求められ、これらパルス精度Ｂは、図示
しない記憶装置に記憶される。次に、スリット分割位置
毎におけるパルス精度を向上させる補正値Ｃn（Ｃn＝Ｂ
−Ａn）が求められる。こ０の補正値Ｃnが求められる
と、ステップＳ３５において対応する繋ぎ目が検出され
てその繋ぎ目に対応するパルスが出力される度にそのパ
ルス精度Ａnに補正値Ｃnが加算されて出力パルスが補正
される。ステップＳ３６において、補正が完了される
と、次の撮影の為のスキャン動作を待機する状態とな
る。

【００７３】尚、図１０（ｂ）に示す光方式の回転検出
では、スリット円板９１のスリットパターン９２に埃等
が付着し、これが透過型フォトインタラプタ９０からの
発光を遮ることでパルス精度を低下させる可能性があ
る。そこで、より好ましい実施形態として図１２に示す
ような吸引ダクト２００が設けられ、装置にスリットを
清掃する清掃機能を設けることが好ましい。この吸引ダ
クト２００は、スリット円板９１を挟む位置に配置さ
れ、スリット円板９１（架台回転部１）の回転に並行し
て動作し、スリットパターン９２の全周にわたって付着
した埃を吸引する。

【００７４】（第４実施形態）本発明の第４実施形態は
簡易エンコーダを用いた接触式の回転検出に関する。

【００７５】Ｘ線ＣＴ装置の架台構成は、上述した第１
〜第３実施形態と同様にダイレクトドライブ（ＤＤ）モ
ータ駆動方式とする。なお、ＤＤモータ駆動方式によら
ずベルト等を介して間接的に駆動する方式を採ってもよ
い。

【００７６】図１３乃至図１５は本実施形態に係る簡易
エンコーダを用いた接触式の回転検出に係る３つの構成
例について、それぞれの架台内部構造を示す断面図であ
る。

【００７７】まず、図１３に示すように、架台回転部３
と架台固定部４との間に、回転子（ローター）及び固定
子（ステータ）から構成されるＤＤモータ１が配置され
ている。架台回転部３はベアリング５を介し架台固定部
４に対して回転可能に支持されている。図１３に示すよ
うに、架台回転部３の端部にネジを介して回転部歯車１
０が取り付けられている。この回転部歯車１０は、円筒
形状の架台回転部３と同軸となっていて、ネジを抜くこ
とで架台回転部３から容易に取り外すことができる。架
台回転部３の前側にはＸ線管やＸ線検出器等を含む実装
ユニット７が取り付けられている。安全確保のため、こ
れら架台の回転部３及び固定部４の構造物を覆うカバー
６が取り付けられている。

【００７８】架台固定部４は、架台回転部３の凹部分に
具合良く嵌めこまれるように略Ｓ字形状をなす突出部分
を有し、該突出部分にベアリング５やＤＤモータ１が設
けられている。架台固定部の他の構造部分は、図示省略
されている。また、架台固定部４の端部の外側（回転部
とは反対側の面）には、回転検出のための簡易エンコー
ダ８が取り付けられている。レゾルバよりも小型の簡易
エンコーダ８は、汎用的で信頼性が高く、かつ安価なも
のを用いている。この簡易エンコーダ８は、回転軸を有
し、この回転軸には回転部歯車１０と噛み合う従動歯車
９が取り付けられている。なお従動歯車９の材質を回転
部歯車１０よりも若干軟質なものとすれば、比較的大型
の回転部歯車１０ではなく比較的小型の従動歯車９の方
が先に磨耗し、主に従動歯車９の交換だけで済むように
なるので好ましい。

【００７９】架台回転部３の回転に伴い、従動歯車９が
回転し、この従動歯車９と同軸である簡易エンコーダ８
の回転軸が回転される。これにより簡易エンコーダ８
は、回転軸の回転に応じたパルス信号を出力する。この
パルス信号は、上述した第１及び第２実施形態と同様
に、架台回転部３の回転位置の検出や回転速度の検出に
用いられる。

【００８０】図１４に示す構成例は外輪回転構成、つま
り架台回転部３が架台固定部４よりも外周を回転する構
成を採った場合を示している。図１４に示すように簡易
エンコーダ８は架台回転部３と架台固定部４との接触部
分とは離れた端部に設けられており、容易に取り外して
交換可能である。

【００８１】図１５に示す構成例は架台回転部に対し別
体構成の回転部歯車を取り付けるのではなく、製造加工
において架台回転部に歯車を形成した場合を示してい
る。図１５に示すように架台回転部１１の端部であっ
て、簡易エンコーダ８の従動歯車９と対峙する位置に、
この従動歯車９と噛み合う回転部歯車１１ｇが例えば削
り出し等により形成されている。

【００８２】上記説明した第４実施形態によれば、簡易
エンコーダ８を用いているのでレゾルバ式よりもコスト
的に有利である。また、万が一簡易エンコーダ８が破損
したような際でも、カバー６を取り外して容易にこれを
交換可能でありメンテナンス性も高い。

【００８３】なお、本発明は上述した第１乃至第４実施
形態に限定されず種々変形して実施可能である。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
構成が簡素であり低コストでメンテナンス性が高く、高
精度な回転検出もしくは回転制御が行えるＸ線ＣＴ装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレゾルバ機構及びその周辺回路を概略的
に示すブロック図である。

【図２】この発明の第１実施形態に係るＸ線ＣＴ装置を
概略的に示すブロック図である。

【図３】（ａ）は、図２に示した磁気抵抗センサ及びイ
ンボリュート歯車の組み合わせを概略的に示すブロック
図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した磁気抵抗センサか
ら出力される検出信号を示す波形図であり、（ｃ）及び
（ｄ）は、（ｂ）に示した検出信号を処理して出力され
るパルスを示す波形図。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、図２に示したインボリュ
ート歯車の形状を最適化する前におけるインボリュート
歯車の歯先形状を概略的に示す側面図及びこの歯先から
作用を受けた磁束の変化を検出した磁気抵抗センサから
出力される出力信号を示す波形図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、図２に示したインボリュ
ート歯車の形状を最適化した後におけるインボリュート
歯車の歯先形状を概略的に示す側面図及びこの歯先から
作用を受けた磁束の変化を検出した磁気抵抗センサから
出力される出力信号を示す波形図である。

【図６】図２に示される磁気抵抗センサからの出力信号
を補正する方法の一例を説明するための波形図である。

【図７】図２に示した補正回路において架台回転部の回
転速度に応じて定められる磁気抵抗センサからの出力信
号を補正する補正期間を示すグラフである。

【図８】図２に示したＸ線ＣＴ装置に設けることができ
る磁気抵抗センサをインボリュート歯車に向けて近接さ
せ、離反させる制御を実現する機構を概略的に示す一部
破断側面図である。

【図９】図２に示したＣＴ主制御部における図８に示し
た機構を制御する為のフローチャートである。

【図１０】（ａ）は、この発明の他の実施形態に係るＸ
線ＣＴ装置を示すブロック図であり、（ｂ）及び（ｃ）
は、（ａ）に示したセンサの構造を概略的に示す断面図
である。

【図１１】図１１は、図１０（ａ）に示したＣＴ主制御
部で実行される図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）からの出
力信号を補正する手順を示すフローチャートである。

【図１２】図１０（ａ）に示したＸ線ＣＴ装置の磁気ス
リットに設けることができる吸引ダクトを概略的に示す
斜視図である。

【図１３】図１０（ａ）に示したＸ線ＣＴ装置に設ける
ことができる簡易エンコーダを用いた接触式の回転検出
に係る第１の構成例について、架台内部構造を概略的に
示す断面図である。

【図１４】図１０（ａ）に示したＸ線ＣＴ装置に設ける
ことができる簡易エンコーダを用いた接触式の回転検出
に係る第２の構成例について、架台内部構造を概略的に
示す断面図である。

【図１５】図１０（ａ）に示したＸ線ＣＴ装置に設ける
ことができる簡易エンコーダを用いた接触式の回転検出
に係る第３の構成例について、架台内部構造を概略的に
示す断面図である。

【符号の説明】

１…架台回転部２…Ｘ線管３…Ｘ線検出器４…架台固定部５…磁気抵抗センサ６…信号処理ユニット７…補正回路８…サーボアンプ９…ＣＴ主制御部１４…ＤＣモータ駆動回路１６…基準位置センサ

フロントページの続き (72)発明者佐々木富也栃木県大田原市下石上字東山1385番の１株式会社東芝那須工場内 (72)発明者粕谷勇一東京都北区赤羽２丁目16番４号東芝医用システムエンジニアリング株式会社内 (72)発明者黒田昌寛神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地株式会社東芝生産技術センター内 (72)発明者横山光之神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地株式会社東芝生産技術センター内Ｆターム(参考） 4C093 AA22 BA03 BA13 BA17 CA32 CA35 CA36 EC36 EC46 FA14 FA55 FA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略円筒形状をなす回転部及びこの回転部を
回転可能に保持する固定部から構成される架台と、回転部の回転を検出して回転検出信号を発生する回転検
出手段と、前記回転検出信号を補正する補正手段と、この補正手段により補正された回転検出信号に基づいて
前記回転部の回転位置及び回転速度の少なくとも一方を
算出する演算制御手段と、とから構成されることを特徴
とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】補正手段は、回転検出信号のゼロクロスを
検出して検出パルスを生成し、この検出パルスを基準ク
ロックで補正する補正回路を含むことを特徴とする請求
項１のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】更に、回転部の基準位置を検出して基準位
置検出信号を発生するセンサとを具備し、前記演算制御
手段は、このセンサからの基準位置信号及び前記回転部
の回転速度に基づいて前記回転部の回転位置を演算する
演算部を含むことを特徴とする請求項１のＸ線ＣＴ装
置。
【請求項４】前記回転検出手段は、回転部に固定され、
この回転部と共に回転される回転スリット板であって、
回転方向に沿って複数のセクションに分けられ、セクシ
ョン間に連接箇所を有している回転スリット板及びこの
スリットの回転を検出して検出信号を発生するセンサを
含むことを特徴とする請求項１のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】更に、回転部の基準位置を検出して基準位
置検出信号を発生する位置センサを具備し、前記演算制
御手段は、この位置センサからの基準位置信号及び前記
回転部の回転速度に基づいて前記回転部の回転位置を演
算する演算部を含み、前記演算手段は、前記スリット板の連接部の位置を特定
し、この位置で発生される回転検出信号を補正する補正
値を算出し、この補正値で回転検出信号を補正すること
を特徴とする請求項１のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】前記回転検出手段は、前記回転部又は固定部のいずれか一方に設けられ、前記
回転部と同軸の円の周方向に沿って周期的な磁束変化を
与える被検出部と、前記回転部又は固定部のいずれか他方に設けられ、前記
回転部の回転に伴い前記被検出部に生じる磁束変化を検
出し、これに応じた電気信号を出力する回転検出手段
と、を含むことを特徴とする請求項１のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】前記被検出部は歯車により構成され、前記回転検出手段は、磁束を発する磁束発生手段と、前記歯車の回転により作用を受けた前記磁束の変化に応
じた抵抗変化を示す電気信号を出力する磁気抵抗素子
と、により構成されることを特徴とする請求項６のＸ線ＣＴ
装置。
【請求項８】前記歯車の歯先に先鋭形状を形成したこと
を特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】前記補正手段は、前記回転部の回転加速期
又は減速期を除く定速回転中に回転検出信号を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】略円筒形状をなす回転部及びこの回転部
を回転可能に保持する固定部から構成される架台と、回転部の回転を検出して回転検出信号を発生する回転検
出手段であって、前記回転部及び固定部の一方に設けら
れ、前記回転部の回転方向に沿って周期的な磁束変化を
与える被検出部及びこの被検出部との間にギャップを空
けて前記回転部及び固定部の他方に設けられ、前記回転
部の回転に伴い前記被検出部に生じる磁束変化を検出
し、これに応じて回転検出信号を発生する回転検出セン
サを含む回転検出手段と、回転部の基準位置を検出して基準位置検出信号を発生す
るセンサと、この補正手段により補正された回転検出信号に基づいて
前記回転部の回転位置及び回転速度の一方を算出する演
算制御手段であって、位置センサからの基準位置信号及
び前記回転部の回転速度に基づいて前記回転部の回転位
置を演算し、この位置に応じた補正値を前記回転検出信
号から演算する演算制御手段と、及び前記被検出部と前
記回転検出センサとのギャップを一定に保つように、前
記補正値に従って該被検出部に対し該回転検出センサを
微少移動させる移動手段と、から構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】前記被検出部を少なくとも１回転させて
前記回転検出手段から得られた検出信号に基づき補正値
を演算し、この補正値に基づいて前記回転検出センサの
移動量を算出することを特徴とする請求項１０のＸ線Ｃ
Ｔ装置。
【請求項１２】前記算出手段は、前記回転部の回転速度
により変動する前記電気信号の精度に応じた移動量を算
出することを特徴とする請求項１０のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】演算制御手段は、スキャノグラム撮影モ
ードを設定し、スキャノグラム撮影モードでの撮影のた
めに前記回転部を少なくとも１回転させることを特徴と
する請求項１１のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】略円筒形状をなす回転部及びこの回転部
を回転可能に保持する固定部から構成される架台と、回転部の回転を検出して回転検出信号を発生する回転検
出手段であって、前記回転部及び固定部の一方に設けら
れ、周期的なスリットパターンが形成されたリング状の
被検出部及びこの被検出部に対向して前記回転部及び固
定部のいずれか他方に設けられ、前記回転部の回転に伴
い前記被検出部のスリットパターンを通過した光線を検
出して検出信号を出力する光センサを含む回転検出手段
と、前記回転検出信号を補正して補正検出信号を発生する補
正手段と、この補正手段により補正された回転検出信号に基づいて
前記回転部の回転位置及び回転速度の少なくとも一方を
算出する演算制御手段と、から構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】前記光センサは透過型のフォトインタラ
プタであることを特徴とする請求項１４のＸ線ＣＴ装
置。
【請求項１６】前記スリットパターンに付着した埃を除
去する手段を更に具備することを特徴とする請求項１４
のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１７】前記架台は、前記回転部に設けられた磁
石及び前記固定部に設けられた巻線を含み、前記回転制
御手段は、巻線に電流を供給する回転駆動手段を具備す
ることを特徴とする請求項１４のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１８】略円筒形状をなす回転部及びこの回転部
を回転可能に保持する固定部から構成される架台と、前記回転部及び固定部のいずれか一方に設けられ、前記
回転部と同軸の円の周方向に沿って周期的な磁束変化を
与える被検出部と、前記回転部及び固定部のいずれか他方に設けられ、前記
回転部の回転に伴い前記被検出部に生ずる磁束変化を検
出し、これに応じた電気信号を出力する回転検出手段
と、前記回転検出手段から出力された電気信号に基づいて前
記回転部の回転位置及び回転速度の少なくとも一方を算
出する手段と、とから構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１９】前記被検出部は歯車により構成され、前記回転検出手段は、磁束を発する磁束発生手段と、前記歯車の回転により作用を受けた前記磁束の変化に応
じた抵抗変化を示す電気信号を出力する磁気抵抗素子
と、により構成されることを特徴とする請求項１８のＸ線Ｃ
Ｔ装置。
【請求項２０】前記歯車の歯先に先鋭形状を形成したこ
とを特徴とする請求項１９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項２１】略円筒形状をなす回転部及びこの回転部
を回転可能に保持する固定部から構成される架台と、前記回転部を直接駆動してこれを回転させるＤＤモータ
と、前記回転部及び固定部のいずれか一方に設けられ、周期
的なスリットパターンが形成されたリング状の被検出部
と、前記回転部及び固定部のいずれか他方に設けられ、前記
回転部の回転に伴い前記被検出部のスリットパターンに
おける光線の通過の変化を検出し、該変化に応じた電気
信号を出力する回転検出手段と、前記回転検出手段からの回転検出信号に基づいて前記Ｄ
Ｄモータのエンコードされた信号を発生する発生手段
と、とから構成されることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。