JP3006655B2

JP3006655B2 - Ｘ線高電圧装置

Info

Publication number: JP3006655B2
Application number: JP6118698A
Authority: JP
Inventors: 誠古山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH07326488A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線高電圧装置、特
に、制御装置の簡素化を図ったＸ線高電圧装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】大電力制御用のパワートランジスタ等の
半導体素子の発達により、交流電源電圧を整流平滑して
大容量のコンデンサを充電することで直流電圧に変換
し、インバータにより高周波の交流電圧を得て、この高
周波交流電圧を高圧変圧器で昇圧し再び整流・平滑し
て、高圧の直流を得、これをＸ線管に加える、インバー
タ方式のＸ線高電圧装置が、近年用いられるようになっ
てきた。インバータ方式Ｘ線高電圧装置に限らずＸ線高
電圧装置には、撮影条件に対してＸ線管の定格に対する
保護と装置定格に対する保護のために、設定された撮影
条件に対する負荷計算を行なって過負荷条件である場合
にはＸ線放射を禁止する過負荷防止機構が制御装置に備
えられている。

【０００３】この種Ｘ線高電圧装置における過負荷防止
機構では、過負荷計算に関連する条件（すなわち、撮影
条件としての撮影管電圧、撮影管電流、撮影時間、撮影
管電流時間積、ないし、Ｘ線管焦点）の設定の変更が行
なわれると、変更後の条件に対しての過負荷計算を行な
い、計算結果が定格を越えている場合は操作パネルに設
けられている過負荷表示灯を点灯させ、併せて制御装置
のＸ線放射制御回路に対して過負荷信号を出力しＸ線放
射が行なわれないようにしている。操作パネルに設けら
れた焦点選択キーが押され焦点が変更された場合には、
新たに選択された焦点に合わせて撮影管電流を変更した
後、選択された焦点の定格と装置定格に対して過負荷計
算を行ない、計算結果が定格を越えている場合にも同様
に過負荷表示灯を点灯させ、併せてＸ線放射制御回路に
対して過負荷信号を出力しＸ線放射が行なわれないよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線高電圧装置
では、次の問題がある。すなわち、過負荷計算に関連す
る設定の変更が行われたとき変更後の条件に対して過負
荷計算を行った結果、定格を越えている場合、過負荷表
示灯を点灯させると共にＸ線放射を不能にする過負荷信
号を出力する必要があることから、Ｘ線高電圧制御装置
の過負荷防止機構、ならびに、Ｘ線放射制御回路の構成
が複雑となり、過負荷表示灯をも必要とする。また、変
更後の条件が過負荷であることは、過負荷表示灯の点灯
で知ることはできるものの、それの点灯時、過負荷表示
灯が点灯しない条件に変更しなおす必要があり使いがっ
ての悪いものであると共に、再変更のためにはある程度
の熟練と時間を必要とし、緊急時の対応には不向きであ
る。

【０００５】なお、Ｘ線高電圧制御装置の簡素化のため
に、過負荷防止回路での過負荷計算の結果定格を越えて
いる場合、設定の変更を止める、すなわち設定の変更が
できないようにすれば過負荷表示灯の点灯とＸ線放射を
不能にする過負荷信号が省け、且つ、過負荷表示灯も不
要になるが、次の問題がある。撮影管電圧、撮影管電
流、撮影管電流時間積、撮影時間等の写真の濃度とコン
トラストを決定する撮影条件の変更が行われたときに
は、変更後の条件に対して過負荷計算を行った結果定格
を越えている場合、設定の変更を止めれば良く何等問題
はないが、撮影焦点および撮影方式の変更をした場合に
は、新たに選択された焦点に合わせて撮影管電流を変更
した後、選択された焦点の定格と装置定格に対して過負
荷計算を行うため焦点の設定の変更は止められない。

【０００６】この発明は上記の事情に鑑みなされたもの
であって、過負荷となる撮影条件に変更されても、過負
荷にならない撮影条件に修正変更するようにし、制御回
路の簡素化を計ったＸ線高電圧装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明のＸ線高電圧装置は、焦点が切換え可能で
あり、少なくとも2以上の管電流が設定可能でかつ管電
圧の変更が可能なＸ線管と、負荷計算を行ない過負荷を
防止する過負荷防止機構を有し、Ｘ線管の焦点の切換え
が行なわれた際に、前記過負荷防止機構で行なわれる切
換えられた焦点におけるエミッション特性に対する負荷
計算に基づいて過負荷でない場合には変更後の撮影条件
に変更し、過負荷の場合には管電流を１ポジションづつ
下げながら過負荷計算を繰り返して過負荷にならないと
ころまで管電流を変更し、最小の管電流においても過負
荷となる場合、管電圧を所定値づつ増加させながら過負
荷計算を繰り返し過負荷にならない値まで管電圧を変更
させる手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】条件判別手段は、過負荷計算に関係する条件の
変更がなされた際に行なわれる過負荷防止機構による過
負荷計算結果に基づいて、過負荷とならない撮影条件を
設定する。すなわち、撮影管電圧と撮影管電流、撮影時
間ないし撮影管電流時間積の撮影条件の変更が行なわ
れ、その変更後の条件に対する過負荷計算結果がＸ線管
の定格と装置の定格を越えている過負荷の場合には、変
更前の撮影条件に戻し、定格を越えていない過負荷でな
い場合には、変更された撮影条件に設定する。

【０００９】また、Ｘ線管のエミッション特性、短時間
定格の変更をもたらすＸ線管の焦点の変更が行なわれ、
且つ、焦点に合わせて撮影管電流を変更する場合には撮
影管電流も変更し、新たに選択された焦点の定格と装置
定格に対しての過負荷計算結果が、Ｘ線管の定格と装置
定格を越えている過負荷の場合には、撮影管電圧、撮影
管電流、撮影時間、または、撮影管電流時間積の少なく
とも一つの撮影条件を過負荷にならない範囲に変更す
る。このように、条件判別手段が過負荷計算に基づいて
過負荷にならない撮影条件を設定するので、従来のこの
種装置で不可欠な過負荷表示灯、ならびに、過負荷表示
灯を点灯させると共にＸ線放射を不能にする過負荷信号
を発生させる必要がなくなり、Ｘ線放射制御回路を備え
る制御装置の構成が簡単となり、また、再設定が不要と
なる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明をインバータ式Ｘ線高電圧装
置に適用した一実施例を示す図１のブロック図に沿っ
て、その構成を動作との関連において説明する。図１に
おいて、交流電源１からの交流出力がＸ線高電圧制御装
置13の整流器２で整流され、平滑コンデンサ３で平滑さ
れて直流出力に変換される。そして、この直流出力がス
イッチ素子4a〜4dでスイッチングされて（スイッチ素子
4a、4dとスイッチ素子4b、4cとが交互にオン、オフす
る）交流出力に変換され、共振コンデンサ５及び共振イ
ンダクタンス６を経て高圧変圧器７の１次側に送られ
る。この高圧変圧器７の２次側には高圧の交流出力が現
れ、これが整流器３で整流され、平滑コンデンサ10で平
滑されて、高圧の直流出力に変換され、切換え可能な大
・小二つの焦点を備えたＸ線管11に印加される。Ｘ線管
11に印加される高圧の直流出力は高圧検出用抵抗9a〜9d
で検出され、インバータ制御回路12にフィードバックさ
れ制御されている。

【００１１】インバータ制御回路12にはＸ線制御装置20
から撮影条件（撮影管電流mA、撮影管電圧kV）が出力さ
れている。図示しないＸ線放射ボタンが押されるとＸ線
制御装置20からＸ線放射制御回路32に動作信号33が送ら
れＸ線放射制御回路32にてＸ線放射信号34が作成されイ
ンバータ制御回路12の駆動回路19に送られスイッチング
動作が開始される。

【００１２】Ｘ線制御装置20は、過負荷計算と条件判定
を行なう機能をも備えたマイクロコンピュータ21、撮影
時間設定器22、撮影管電流設定器23、撮影管電圧設定器
24、焦点選択器28、Ｘ線管選択器30、撮影条件表示器31
等で構成されていて撮影条件の設定、過負荷計算等はこ
こで制御されている。なお、マイクロコンピュータ21は
撮影条件の設定、過負荷計算に必要なＸ線管のエミッシ
ョン特性ならびに短時間定格特性、装置定格特性を記憶
するメモリを備えている。

【００１３】つぎに、撮影条件の変更が行なわれた際の
過負荷の判定手法について説明する。Ｘ線制御装置の操
作面の構成図を示す図６で、撮影管電圧、撮影管電流、
撮影時間で撮影条件を設定する。３コントロール方式が
選択された状態で撮影管電圧増減キー71、撮影管電流増
減キー72、撮影管電流時間積増減キー73、撮影時間増減
キー74等の増減キーの内いずれかが押されると押された
キーに応じて、マイクロコンピュータ21内の撮影条件が
kV0 、mA0 、sec0からそれぞれkV1 、mA1 、sec1に変更
される。このとき撮影条件表示器31の表示は、変更前の
kV0 、mA0 、sec0であり、各キー72、73、74で変更され
マイクロコンピュータ21内で書き換えられたkV1 、mA
1、sec1にはまだ変更されていない。

【００１４】次にＸ線管11の定格と装置定格に対して過
負荷計算が行われる。Ｘ線管11の定格は、図２に示すエ
ミッション特性と図３に示す短時間定格で表されてい
る。始めにエミッション特性に対する過負荷判定が行わ
れる。この特性は図２のようなカーブで表され、変更後
の管電圧kV1 において図２から許容管電流mAmax1が求め
られる。変更後の撮影管電流mA1 がこの許容管電流mAma
x1を越えているとエミッション特性オーバーとなる。こ
の時点で、エミッション特性オーバーと判定されば過負
荷計算を終了し、以後の短時間定格、装置定格に対する
過負荷計算は行なわない。Ｘ線放射ボタンが押されると
Ｘ線制御装置20からＸ線放射制御回路32に動作信号33が
送られＸ線放射制御回路32にてＸ線放射信号34が作成さ
れインバータ制御回路12の駆動回路19に送られスイッチ
ング動作が開始され過負荷でない場合には変更後の撮影
条件kV0 、mA1 、sec0で、過負荷であった場合には変更
前の撮影条件kV0 、mA0 、sec0で撮影される。

【００１５】エミッション特性オーバーでなければ次に
短時間定格に対する判定が行われる。Ｘ線管の短時間定
格は、図３の形態で与えられており、100%定格図で表さ
れている（曲線ａ）。この図は露出時間を指定すれば許
容電力kWs が決まることを表しており、撮影時間sec1に
おいて図３から100%の許容電力kWsmax1 が求められる。
術式による負荷率を考慮してkWsmax1'＝kWsmax1 ×負
荷率（％）を求めて、変更後の撮影条件kV1 、mA1 、se
c1の３者の積から求まるkWs1がkWsmax1'を越えていると
短時間定格オーバーとなり、前述のエミッション特性に
対する過負荷判定と同様にこの時点で過負荷計算は、過
負荷と判定され、過負荷計算を終了する。なお、ｂは負
荷率を考慮した曲線を示す。越えていなければ次に装置
定格に対する判定が行われる。装置定格は、一般に図４
と図５で表されている。図４、図５で（ア）、（イ）、
（ウ）は、それぞれ最大電力定格、蓄積型短時間定格、
連続短時間定格で次の通り定義される。

【００１６】（ア）は、平滑コンデンサ３で平滑された
直流出力と、スイッチ素子4a〜4dと共振コンデンサ５お
よび共振インダクタンス６で構成される共振型インバー
タ部の最大電力定格である。最大電力定格は、〇最大管
電圧(kVmax1)とそのとき流し得る最大管電流(mAmax1)に
よって最大電力 kWmax＝(kVmax1)×(mAmax1)、または〇
最大管電流(mAmax2)とそのとき発生し得る最大管電圧(k
Vmax2)によって最大電力 kWmax＝(mAmax2)×(kVmax2)が
決められている。（イ）は、交流電源１からの交流出力
が整流器２で整流され、平滑コンデンサ３に蓄積された
エネルギーにより出力することのできる蓄積型短時間定
格（単位：Ws）である。蓄積型短時間定格は、〇最大電
力(kWmax) とそのとき流し得る最大時間(secmax)によっ
て蓄積型短時間定格charge＝ (kWmax)×(secmax)が決め
られている。（ウ）は、交流電源１からの交流出力が整
流器２で整流され、平滑コンデンサ３で平滑された直流
出力の一秒間連続して出力することのできる連続短時間
定格minkW （単位：kW）である。

【００１７】装置定格において変更後の撮影条件kV1 、
mA1 、sec1の内の撮影管電圧(kV1)と撮影時間(sec1)に
より求められる撮影管電流の上限値(mA1im) をmA1 が越
えていると装置定格オーバーとなる。この時点で過負荷
計算は、過負荷と判定され過負荷計算を終了する。過負
荷計算において過負荷と判定されるとマイクロコンピュ
ータ21内の撮影条件が変更前の撮影条件kV0 、mA0 、se
c0に戻される。撮影条件表示器31の表示は変化せず見掛
上変更されなかったことになる。Ｘ線管定格および装置
定格に対していずれも過負荷計算において過負荷と判定
されない場合にはじめて撮影条件表示器31の表示を変更
された撮影条件kV1 、mA1 、sec1に変更する。

【００１８】つぎに撮影焦点を変更した場合について大
焦点から小焦点に変えた場合を例に挙げて説明する。管
電流がmAL6、mAL5、mAL4、mAL3、mAL2、mAL1（mAL6≧mA
L5≧mAL4≧mAL3≧mAL2≧mAL1）に設定可能な大焦点と、
mAS6、mAS5、mAS4、mAS3、mAS2、mAS1（mAS6≧mAS5≧mA
S4≧mAS3≧mAS2≧mAS1）に設定可能な小焦点を持つＸ線
管において、現在の撮影条件がkV0 、mA0 （＝mAL6）、
sec0に設定されている状態で、小焦点選択キー76が押さ
れ焦点が大焦点から小焦点に変更されると、まずmAL6に
等しい管電流値が小焦点の管電流値mAS6〜mAS1から選択
される。同一値がなければ最も近い管電流値がmAS6が選
択される。mAS6が選択されると次に前述と同様にマイク
ロコンピュータ21内の撮影条件がkV0 、mA0 、sec0から
kV0 、mA1 （＝mAS6）、sec0に変更される。そしてＸ線
管11の小焦点の定格と装置定格に対して過負荷計算が始
められる。

【００１９】前述撮影条件（kV、mA、sec ）を変更した
場合と同様に（１）エミッション特性に対する判定（２）短時間定格に対する判定（３）装置定格に対する判定が順次行われていく。いずれの過負荷計算においても過
負荷と判定されないときは撮影条件表示器31の表示が変
更された撮影条件kV0 、mA1 、sec0に変更される。大焦
点から小焦点に変更した場合、定格が下がるため（１）
エミッション特性（２）短時間定格において過負荷計算
は過負荷と判定される場合が多い。そこで（１）エミッション特性の判定により過負荷と判定され
た場合には、撮影条件の内の管電流を先ず１ポジション
ずつ下げながら（mAS6→mAS5→mAS4→mAS3→mAS2→mAS
1）過負荷計算を繰り返し、過負荷にならない所まで管
電流を変更させる。管電流は６ポジションしかないため
最小のmAS1にしても過負荷と判定された場合には、次に
管電圧を１kVずつ上げながら過負荷計算を繰り返し過負
荷にならない値まで管電圧を変更させる。

【００２０】（２）短時間定格の判定により過負荷と判
定された場合には、撮影条件のうち管電流を先ず１ポジ
ションずつ下げながら（mAS6→mAS5→mAS4→mAS3→mAS2
→mAS1）過負荷計算を繰り返し、過負荷にならない所ま
で管電流を変更させる。管電流は６ポジションしかない
ため最小のmAS1にしても過負荷と判定された場合には、
次に管電流を最小のmAS1にしたままで撮影時間を１ポジ
ションずつ下げながら過負荷計算を繰り返し、過負荷に
ならない値まで撮影時間を短縮していく。（３）装置定
格により過負荷と判定された場合にも前項の（２）と同
様の処理をおこない過負荷にならない値にしする。
（１）、（２）、（３）の処理過程で他の要因による過
負荷と判定された場合には複合して上記処理を行ない、
最終的にいずれの過負荷計算においても過負荷と判定さ
れない値に撮影条件を変更していく。

【００２１】このように処理されて変更され過負荷でな
いと判定された最終の撮影条件kVn、mAn 、secnにマイ
クロコンピュータ21内の撮影条件が変更されるととも
に、撮影条件表示器31の表示がkVn 、mAn 、secnに変更
される。この操作により撮影条件が自動的に許容範囲に
書き替えられることになる。この状態でＸ線放射ボタン
が押されるとＸ線制御装置20からＸ線放射制御回路32に
動作信号33が送られＸ線放射制御回路32にてＸ線放射信
号34が作成されインバータ制御回路19に送られスイッチ
ング動作が開始され、過負荷でない場合には撮影条件kV
0 、mA1 、sec0で、過負荷であった場合には撮影条件kV
n 、mAn 、secnで撮影される。

【００２２】図７、図８、図９、図10は、以上に説明し
た判定処理フロチャートで、図８は大焦点における上記
（１）〜（３）の処理過程のサブルーチンのフロチャー
ト、図９、図10は小焦点における上記（１）〜（３）の
処理過程のサブルーチンのフロチャートを示す。なお図
７、図９、図10には、撮影条件を撮影管電圧kVと撮影管
電流時間積で設定する２コントロール方式であるかの判
定も含まれている。なお、上記では、大焦点から小焦点
に切り換えたが、逆に小焦点から大焦点に切り換える場
合にもこの発明は適用できる。この場合は、各過負荷判
定の処理過程で撮影管電流等を１ポジションづつ上げな
がら、過負荷計算を繰り返し、過負荷とならない撮影条
件kVn 、mAn 、secnに変更する。

【００２３】

【変形実施例】本実施例では、一時側にコンデンサを有する共振型イ
ンバータ式Ｘ線高電圧装置に適用したがテトロード式Ｘ
線高電圧装置、その他のＸ線高電圧装置にも適用でき
る。この場合、装置定格に対する過負荷計算には、適用
する装置の装置定格特性を用いる。実施例では、３コントロール方式の場合について説明
したが、２コントロール方式に適用できる。この場合設
定ないし、変更された撮影管電流時間積mAS は撮影管電
流mAと撮影時間sec に分解され、上記に説明した３コン
トロール方式の場合と同様に過負荷計算がなされる。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、変更された撮影条件
が過負荷の場合は、撮影条件が変更されないか、過負荷
とならない撮影条件に修正変更され、撮影条件の再設定
が不要であるので、過負荷表示灯ならびにＸ線放射を不
能にする過負荷信号を発生する必要がないので、制御装
置を簡素化できる。

【００２５】また、撮影条件の再変更ないし、再設定が
不要であるので操作性に優れていると共に、緊急時にも
対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】Ｘ線管のエミッション特性のカーブを示す図で
ある。

【図３】Ｘ線管の短時間定格特性のカーブを示す図であ
る。

【図４】装置定格特性のカーブを示す図である。

【図５】装置定格特性のカーブを示す図である。

【図６】Ｘ線制御装置の操作面を示す模式図である。

【図７】図１の過負荷判定動作のフローチャートであ
る。

【図８】大焦点のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】小焦点のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図１０】小焦点のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１：交流電源２、８：整流器３、
10：平滑コンデンサ 4a〜4d：スイッチ素子５：共振コンデンサ６：
共振インダクタンス７：高圧変圧器 9a〜9d：高圧検出用抵抗 11：Ｘ線管 13：Ｘ線高電圧制御装置 20：Ｘ線制御装置 21：マイクロコンピュータ 22：撮影時間設定器 23：撮影管電流設定器 24：
撮影管電圧設定器 28：焦点選択器 30：Ｘ線管選択器 31：
撮影条件表示器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焦点の切換え可能であり、少なくとも2
以上の管電流が設定可能でかつ管電圧の変更が可能なＸ
線管と、負荷計算を行ない過負荷を防止する過負荷防止
機構を有するＸ線高電圧装置において、Ｘ線管の焦点の切換えが行なわれた際に、前記過負荷防
止機構で行なわれる切換えられた焦点におけるエミッシ
ョン特性に対する負荷計算に基づいて過負荷でない場合
には変更後の撮影条件に変更し、過負荷の場合には管電
流を１ポジションづつ下げながら過負荷計算を繰り返し
て過負荷にならないところまで管電流を変更し、最小の
管電流においても過負荷となる場合、管電圧を所定値づ
つ増加させながら過負荷計算を繰り返し過負荷にならな
い値まで管電圧を変更させる手段を設けたことを特徴と
するX線高電圧装置。