JP2554084B2

JP2554084B2 - Ｘ線発生器

Info

Publication number: JP2554084B2
Application number: JP62156694A
Authority: JP
Inventors: ルドルフ・オックマン; ピーター・ステージ; ロベルト・チンメルマン
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1986-06-28
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: DE3621803A1; US4796286A; EP0253417B1; EP0253417A3; JPS6340298A; DE3785260D1; EP0253417A2

Description

【発明の詳細な説明】（発明の属する技術分野）本発明はトリガされた後は、流通電流の極性が反転す
る迄導通状態を継続するスイッチ素子によって直流（d
c）電圧より交流（ac）電圧を発生させＸ線管の高電圧
を供給する変換器と、前記Ｘ線管の高電圧を、ドーズ制
御または時間制御によってスイッチ・オフする手段とを
具えてなるＸ線発生器にに関するものである。

（従来技術）この種Ｘ線発生器は、ドイツ国公開特許公報29 08 767 ドイツ国公開特許公報30 46 413 によりそれぞれ発表されている。

この種のＸ線発生器によって被写体（オブジェクト）
の一連の露出を行うときは、ドーズまたはドーズ率の制
御をこれに加える場合でもドーズ（照射）の大幅な変動
が生じる。特に露出時間が比較的に短く、電圧リップル
が比較的大なるときにかかる変動は顕著である。この現
象は映像輝度の変動を生じ、これは一連の露出を連続し
て観察する場合、例えばＸ線写真（シネラジオグラフィ
ー）の場合には極めて障害となる。

（発明の目的）本発明の目的は、上述の如きＸ線発生器において一連
の露出中において上述の如くドーズ（照射）の変動を極
めて大幅に抑圧しうる装置を提供するにある。

（目的達成のための構成）上述の本発明の目的を達成るため、本発明装置は、１
つの露出中における変換器の状態転換数をカウントする
カウント装置を有し、該カウント装置は一連の露出中、
前位の露出中において得られた変換器の状態転換数と同
じ数が次位の露出において転換されたときは、この次位
の露出を終結させるようにしたことを特徴とする。

本発明は次の如くの認識を基礎として得られたもので
ある。即ちＸ線発生器は１個または複数個の変換器を有
し、これはスイッチ素子（例えばサイリスタ）によって
dc電圧よりac電圧を発生するものであり、これらのスイ
ッチ素子はトリガされた後、これを通ずる電流の極性が
反転するまで導通状態を維持するものであり、かかるac
電圧の反転の整数倍に経た後に初めてスイッチ・オフさ
れるものである。露出パラメータの大きさに応じ、一連
の露出中の個々の露出において、上述のスイッチ・オフ
の瞬時は、変換器の状態転換の僅か前または僅か後に位
置する。従って有効露出時間は、変換器の状態転換の時
間長に伴って変化し、その結果これに対応するドーズの
変動を生じさせ、これは１つの露出当たりの変換器の状
態転換数が少ない程、より顕著に影響を生ずる。

露出の終わりを常にカウント装置によって決定する場
合には、次の露出は前位の露出における変換器の状態転
換数と同じ転換数を経た後、各都度終結される。従っ
て、露出当たりの変換器の状態転換数の変化によるドー
ズの変動は起こり得ない。

ここにおいて使用する“露出”なる語は広義に解釈す
べきものであり、Ｘ線発生器のスイッチオン及びスイッ
チオフによるＸ線映像の形成を一般に露出と称するが、
さらに例えばパルス状の蛍光映像を発生させる場合にも
この語を用いるものとする。

本発明の他の実施例ではプリセット可能な時間間隔後
に露出を終結させるタイマを有し、ドーズまたはドーズ
率の実際の値と基準値との間の差を関数としてＸ線発生
器を制御し、前記差がスレショールド値以下のときはカ
ウント装置によって露出を終結させ、また前記差がスレ
ショールド値を超えるときはタイマによってこれを終結
させることを特徴とする。

例えばシネラジオグラフィに使用するに適したこの実
施例では、比較的に大なる制御の偏移が生ずる場合には
タイマによって、即ち、一定時間長の後に露出を終結さ
せ、制御の偏移が小なる場合には、カウント装置によっ
て、即ち、変換器の状態転換の規定数の後に露出を終結
させる。

この実施例は、全ての露出を常時一定時間の経過後に
終結させる場合、例えばシネラジオグラフィのような露
出法において好適である。しかしながら、本発明に原理
的にみて、予め定めたスイッチオフすべきドーズに到達
したときに、個々の露出を自動的に終結させるような露
出方法にも特に適している。これは、このような場合に
は変換器の状態転換数もそれぞれの露出毎に変動するか
らである。

しかし本発明は、一つのテスト露出によって一連の露
出の程度を定める露出法、即ち一連の露出における後位
の露出を同じ露出パラメータで行うような露出方法にも
好都合に使用できる。この場合には、変換周波数の変動
により打消すべき主電源電圧の変動は露出ドーズに殆ど
影響を及ぼさない。

本発明の他の実施例においては基準値と実際値との間
の差がスレショールド値以下の場合、調整装置のみによ
って管電圧の調整を行う如くする。これによるときは、
Ｘ線吸収度が各露出毎に変化する場合にも均一に露出さ
れた映像が得られる。

（実施例）以下図面により本発明を説明する。

第１図において参照番号１はＸ線発生器を示し、これ
はＸ線管２に供給する電圧及び電流を発生する。Ｘ線管
２は被写体（オブジェクト）３をＸ線で照射し、そのＸ
線の陰影（シャドウ）映像を映像増強管４によって可視
映像に変換する。映像ディストリビュータ６を通じ、こ
の可視映像を一方においてはシネカメラ５に供給し、ま
た他方においてはこれをドーズ測定素子またはドーズ率
測定素子７に供給し、その計測値を比較器８に供給し、
比較器８内で予め定めたドーズまたはドーズ率の基準値
D_Sと比較する。

この基準値と実際の計測値間の差に基づいて制御ユニ
ット９は管電流及び管電圧への参照値を定め、これらを
してＸ線発生器１内に含まれている調整素子に作用を及
ぼす如くする。

第２図に示すようにＸ線発生器１内に設けられてお
り、かつ３相主電源R,S,Tに接続されている３層整流ブ
リッジ101によってdc電圧を発生する。このdc電圧は整
流ブリッジの出力に接続されている。

コンデンサ102の端子間に現れるこのdc電圧は直列に
接続した共振変換器（コンバータ）に電源として作用す
る。この変換器は全波整流ブリッジ回路として構成さ
れ、それぞれが同じ導通方向に接続された２つの直列接
続サイリスト103,104及び105,106をそれぞれ有する２つ
の並列接続回路辺を有している。フライホイールダイオ
ード107,108及び109,110をそれぞれ各サイリスト並列に
接続する。サイリスタ103及び106はサイリスタ104及び1
05と交互のモードでこれらのトリガ電極ａに供給される
トリガパルスにより同時にトリガされ、またサイリスタ
105及び104もそれらのトリガ電極ｄに供給されるトリガ
パルスによって同時にトリガされる。即ち、サイリスタ
ブリッジの各辺のサイリスタのうちの１個が常に導通し
ていることとなる。

サイリスタ103及び104の接続点を一方とし、サイリス
タ105及び106の接続点を他方としてこれらの間にコンデ
ンサ111と高電圧変圧器112の一次巻線により構成されれ
インダクタンスとの直列接続を接続する。変圧器112の
二次巻線は整流器113に接続し、その出力電圧をコンデ
ンサ114によって平滑化し、Ｘ線管２に供給する。Ｘ線
管の管電流を一定値に保ちながらその電圧を変化させる
ためには、サイリスタ103−106に供給するトリガパルス
の周波数をごくわずかだけ変化させるだけでよい。しか
しながら管電流が変化する時、管電圧を所定値に維持す
るためには、このトリガパルス周波数はほぼ管電流に比
例させて変化させる必要がある。

Ｘ線発生器は管電流及び管電圧の調整のため２つの制
御回路を有している。管電流制御回路はコントローラ11
5を有し、これは制御ユニット９より供給される管電流
基準値I_Sの供給を受け、これを実際の管電流値に対応す
る電圧降下と比較する。この実際の管電流対応値はＸ線
管２の陰極供給導線内の抵抗116より導出する。コント
ローラ115により形成した制御値を増幅器117及びフィラ
メント電流変圧器118を通じてＸ線管２のフィラメント
に供給し、これによりフィラメント電流を変化させて管
電流を変化させる。

管電圧制御回路は例えばPIDコントローラとするコン
トローラ119を有し、その入力値は制御ユニット９より
供給される管電圧基準値U_Sと、Ｘ線管２に並列に接続さ
れた分圧器120より導出される実際の管電圧との差によ
り形成される。コントローラ119の出力値を電圧／周波
数変換器121に供給し、その出力周波数をサイリスタ103
−106のトリガ周波数とする。ゲート回路122を通じ、変
換器121に接続したパルス発生器123はこれよりサイリス
タ103−106のトリガ電極ａ及びｂへのトリガパルスを形
成する。導線“Start"上にスタート信号が存し、また導
線“Stop"上にストップ信号が存しない時はゲート回路1
22は開き、即ちトリガパルスが生ずる。その他の全ての
場合はこのゲート回路122は閉じており、これによりト
リガパルスは形成されない。

本発明によるＸ線発生器には２個のカウンタ11及び13
を有するカウント装置が設けられている。カウンタ11の
データ出力をカウント13のデータ入力に接続する。かく
することによって、カウンタ13のセット入力131上の信
号に応じてカウンタ11のカウントがカウント13にロード
される。これは導線“Start"上にスタート信号が存する
時には常に行われる。カウンタ11のカウント入力142は
制御ユニット９により制御されるスイッチ17を通じてゲ
ート回路122の出力に接続されており、またこのゲート
回路の出力は第２カウント13のカウント入力132に（直
接）接続されている。この構成によりスイッチ17が閉じ
ていると両カウンタは直列共振変換器のサイリスタに供
給されているトリガパルスをカウントし、即ちこの変換
器により形成される変換点を計測する。カウンタ11はカ
ウントアップ・カウンタして接続されているがカウンタ
13はカウントダウン・カウンタとして動作する。カウン
タ11のリセット入141は同じく制御ユニット９により制
御できるスイッチ14を通じ導線“Start"に接続されてお
り、このため、このカウンタは導線“Start"にスタート
信号が現れる都度ゼロにリセットされる。即ち、露出の
開始点の各瞬時毎にリセットされる。

このスタート信号はタイマ15をも起動させ、その出力
はスイッチ16を通じ導線“Stop"に接続し、これにより
露出を停止させる。スイッチ16の他の接点をカウンタ13
の出力123に接続し、このカウンタ13がゼロ位置に到達
する都度露出を停止させる信号がこれに現れる。

一連の露出の開始点においてスイッチ17及び14を閉じ
スイッチ16をタイマ15の出力に接続する。かくすること
により、露出の終了点はタイマ15により予め定められ、
このためスタート信号とストップ信号間の時間間隔は一
連の全ての露出に対し正確かつ同じに定められる。計測
されたドーズが予め定められた基準ドーズD_Sと偏差を生
じたときは制御ユニット９は次の露出に対する管電流及
び管電圧に対する基準値を供給する。この基準値は適当
な制御アルゴリズムによって決定され、これにより基準
値と実際値間の差は次の露出において減少する。各露出
に対し導線“Start"上のスタート信号はカウンタ11上の
カウントをカウンタ13に転送し、次いでカウンタ11をゼ
ロにリセットする。次いでカウンタ11はトリガパルス即
ち、露出中の変換器の変換点をカウントする。

一般に数回の露出の後、露出に対するドーズの基準あ
るいは参照値と実際の値の間の偏差はプリセット可能な
スレショールド値以下に低下する。このスレショールド
値は例えば基準値の30％程度の大きさである。この状態
において制御ユニットはスイッチ17,14,16をスイッチ
し、これによってスイッチ17と14は開き、スイッチ16は
カウンタ13の出力133に接続される。次の露出の開始点
において直前の露出の間にカウンタ11によってカウント
されたカウント値はカウンタ13内にロードされ、カウン
タ13は次いでこの次の露出の間に生ずるトリガパルスに
応じてカウンタ13が前位の露出における時間中のトリガ
パルスと正確に同じパルスをカウントすると、カウンタ
13の出力133にストップ信号が形成され、これにより露
出は終了する。この動作状態中にカウンタ11のカウント
は変化しないので、このカウンタ11は実際上メモリとし
て動作し、そのカウント内容は露出の開始点毎にカウン
タ13にロードされ、これによって後続の全ての他の露出
はトリガパルスの同じ数、或いはコンバータの変換の同
じ数の後に終了する。この動作は上述の偏差が前記スレ
ショールド値以下である限り継続される。偏差がより大
となるスイッチ17,14並びにスイッチ16も第１図に示す
位置に再びセットされる。従って、これ以後のＸ線発生
器の動作はタイマのみによって制御される。

制御ユニット９は次の如くに構成する。即ち、カウン
タ13が露出の終結時を決定し、各露出が変換器の変換の
同じ数だけの後に終結するような動作中には、次の露出
におけるドーズの偏差を減少させ、この場合次の露出に
に対する管電圧基準値U_Sを変化させ、また管電流に対す
る基準値I_Sは実質的にはほぼ同じ値に留まるようにす
る。これは一定の管電圧に対する管電流値の変化は上述
の如くはぼ管電流に比例してトリガ周波数が変化する必
要を生ずるからである。この場合露出時間は同じ分量だ
け反対方向に変化する。これはドーズを決定する露出時
間と管電流との積が変化しないか、或いは変化しても予
知可能な程度においてのみ変化することを意味する。し
かしこのような制御態様は制御回路の不安定さをもたら
す。さらに露出時間の大幅な変化はシネカメラを使用す
る露出の場合に不所望な結果を生ずる。

従って、制御ユニット９は、上述の動作状態中におい
て管電流基準値の変化は、管電圧基準値の変化と逆比例
する時のみに生じ、また限界線上の場合として、管電流
と管電圧との積がＸ線管２に許容しうる管電力値に対応
する範囲に留まるようにする。これは限界線上の問題と
して実際のドーズが極端に低いと次の露出に対するドー
ズを増加させるための管電圧の増加が、これと同時に管
電流を反対方向に変化させることが伴わない場合にはＸ
線管２には過負荷が生じ、このため管電力の許容値を超
えることとなる。従って電流を減少させたにもかかわ
ら、次の露出にはドーズが増加することとなる。これは
既知のように管電圧の変化は、管電流の変化よりも遥か
に大きな影響をドーズに及ぼすからである。従って、こ
の場合、管電流とトリガ周波数は管電圧に対し反対方向
に変化し、管の露出時間の変化を管電圧の変化と同方向
とし、ドーズも追加的に所望の方向に影響されて変化す
るようにする。

既に述べた如く、カウンタ13が露出の終わりを決定す
る動作状態においては、ドーズまたはドーズ率の変化は
管電流を一定として管電圧基準値U_Sの変化にのみよって
実現される。

管電圧の時間に対する変化を第３図に示す。第３図に
おいて実線は第１管電圧の変化を示し、点線はこの第１
管電圧より高い値の第２管電圧の変化を示す。各露出の
開始点においては、トリガ周波数は比較的高く、このた
め管電圧は比較的に速くその基準値に到達する。しかし
ながら、この基準値が低い場合には基準値が高い場合に
比較してより速くトリガ周波数は減少するので、管電圧
が低い場合の露出時間長は管電圧が高いものを使用する
場合の露出時間長に比し僅かに長くなる（時間長dTだ
け）。しかしながらこの変化は極めて小であり、管電圧
を変化させるためのドーズに対する反対の効果は殆ど気
付かない程度である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＸ線発生器を示すブロック図、第２図はＸ線発生器のさらに詳細な回路図、第３図はＸ線露出中における管電圧の時間的変化を示す
曲線図である。１……Ｘ線発生器２……Ｘ線管３……被写体（オブジェクト）４……映像増強管５……シネカメラ６……映像デイストリビュータ７……ドーズ率測定素子８……比較器９……制御ユニット 101……整流ブリッジ 102,111,114……コンデンサ 103−106……サイリスタ 107−110……フライホイールダイオード 112,118……変圧器 115,119……コントローラ 117……増幅器 121……電圧／周波数変換器 122……ゲート回路 11,13……カウンタ 14,16,17……スイッチ 15……タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭59−39878（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭59−42958（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭58−41640（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トリガされた後は、流通電流の極性に反転
する迄導通状態を継続するスイッチ素子によって直流
（dc）電圧より交流（ac）電圧を発生させＸ線管の高電
圧を供給する変換器と、前記Ｘ線管の高電圧を、ドーズ
制御または時間制御によってスイッチ・オフする手段と
を具えてなるＸ線発生器において、１つの露出中における変換器に状態転換数をカウントす
るカウント装置（11,13）を有し、該カウント装置は一
連の露出中、前位の露出中において得られた変換器の状
態転換数と同じ数が次位の露出において転換されたとき
は、この次位の露出を終結させるようにしたことを特徴
とするＸ線発生器。
【請求項２】ドーズまたはドーズ率の制御回路を有する
Ｘ線発生器であり、プリセット可能な時間間隔後に露出
を終結させるタイマ（15）を有し、ドーズまたはドーズ
率の実際の値と基準値との間の差の関数としてＸ線発生
器を制御し、前記差がスレショールド値以下のときはカ
ウント装置（11,13）によって露出を終結させ、また前
記差がスレショールド値を超えるときはタイマ（15）に
よってこれを終結させることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のＸ線発生器。
【請求項３】接続されたＸ線管への供給電圧及びその流
通電流をドーズまたはドーズ率の基準値と実際値との差
の関数によって調整する調整装置を有し、基準値と実際
値との間の差がスレショールド値以下の場合、調整装置
のみによって管電圧の調整を行う如くした特許請求の範
囲第２項記載のＸ線発生器。
【請求項４】カウント装置が少なくとも１つのメモリ
（11）を有し、これに１つの露出中の変換器の状態転換
数を記憶させ、この記憶された変換器転換数に等しい数
をカウントしたときはカウンタ（13）が露出を終結させ
る如くした特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
か１項に記載されたＸ線発生器。
【請求項５】露出中の変換器転換数を決定するカウンタ
（11）によってメモリを形成し、このカウント数を次の
露出の開始時にカウント装置のカウンタ（13）にロード
することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のＸ線
発生器。