JPH02275400A - Ｘ線、ガンマ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、その焦点から光束が発するＸ線またはガンマ
放射源と、ビームを光束から切り出し、円周上に相互オ
フセットされた２つの螺旋スリットを有する回転可能で
中空筒状の第一ダイヤフラム体より成るダイヤフラム装
置を有する、小断面で方向可変のＸ線またはガンマビー
ム発生用の装置に係る。

この種の装置は本来、医療用の欧州公開特許出願第７４
．０２１号及び工業利用目的の西独特許出願第３、４４
３．０９５号より知られる。放射吸収性の材料でできた
ダイヤフラム体はこの場合、２つの相互オフセットされ
た螺旋状周環スリットが円周上に設けられた中空の円筒
形である。平行光束がかかるダイヤフラム体にその円筒
軸に垂直に当たると、Ｘ線ビームが２つのスリットを通
過する点が常に存在する。ダイヤフラム体が回転すると
、この点は軸に沿ってシフトし、ダイヤフラム体の後ろ
に周期的に動くＸ線ビームが発生ずる。周期的に動くＸ
線ビームは医療または工業検査用に使用される。。

台形状断面を有するＸ線ビームはダイヤフラム体におけ
る２つのスリットにより画成される。しかし、ここで望
ましいのは、方向的に独立な空間分解能を生じさせる正
方形もしくは円形の断面である。２つのスリットが同じ
幅を有するとき、２つのスリットが相互に交わる角度が
大きくなればなるほど、断面は正方形に一層近づく。交
差角は、大きな径と小さな軸方向長を有するダイヤフラ
ム体を用いることにより大きくすることができる。

しかし、幅広い適用のためには、Ｘ線ビームの偏向角は
比較的大きくなければならず、これに対応するダイヤフ
ラム体の軸方向の長さを必要とする；つまり、大きな径
はその協働ユニットの容１の点で、多くの適用には望ま
しくな（・。

本発明の目的は頭書の形式の装置を、小さい径と比較的
大きな軸長を有するダイヤフラム体の場合にも好ましい
ビーム断面が得られるように、設計することにある。

この目的は本発明により、スリットはダイヤフラム体の
周りを少なくともそれぞれ１回転旋回し、少なくとも一
本の線がスリットを通り焦点に向かって延び、線の位置
はダイヤフラム体を回転させることにより変化させられ
るという事実により達成される。

かくて、従来技術では２つのスリットが円周角１８０°
で延びる、つまり反回転しか有しないのに対し、本発明
のスリットは少なくとも円周角３６０°で延び、つまり
少なくとも一回転（一回転は３６０°の円周角と対応す
る）を有する。中空筒状ダイヤフラム体の回転軸または
対称軸上でのスリットの射影は、軸との間で相当大きな
角度を形成し、所与のスリット幅で切り出されたＸ線ビ
−ムは該軸の方向においてかなり小さい寸法である。

本発明の装置では、スリットを通過し焦点に当たる直線
と同じ数のＸ線ビームか発生する。しかし、多くの適用
では、たとえばＸ線ビームにより生じた散乱放射が測定
されるものについては、単一のＸ線ビームを扱うことが
好まれるであろう。

したがって、本発明の開発において、主ビームのみを通
過させる第二ダイヤフラム体が光束中に配置され、第二
ダイヤフラム体は主ビームが常に直線のうちの一つと一
致するように配置され設計される。

望ましい実施例では第二ダイヤフラム体は中空の円筒形
をとり、その軸は対称軸と焦点を含む面に存在し、その
断面は円形または半円形であり、第二ダイヤフラム体に
は、半円形断面の場合には１個のスリット、もしくは円
形断面の場合には円周上で１８０°だけ相互にオフセッ
トされた２つの螺旋状スリットが設けられることが予定
される。

この場合第一ダイヤフラム体が第二よりも係数２ｎ　（
ｎは整数）だけ速く駆動されるならば１周期的に動くＸ
線ヒームか切り出される。

ダイヤフラム装置かＸ線またはカンマ放射源をイイする
小型ユニットである場合には、ダイヤフラム体の径はそ
の焦点からの距離に比べるともはや無視しうるちのとな
り、ダイヤフラム体の中央から、それに入るビームより
も大きな軸方向距離を有するＸ線ビームか現れる。これ
らの配列条件を満たすため、本発明のさらなる開発は、
第一ダイヤフラム体のスリットは相異なるピッチを有す
ることである。その場合、Ｘ線ビームは１つのスリット
に入り込み、他のスリットから現れるのみである。さら
なる開発において、第一ダイヤフラム体のスリットのう
ち大きなピッチを有するものは他のものより細く、焦点
から離れた方を向いた第一ダイヤフラム体の側にはスリ
ットダイヤフラムが設けられ、そのスリット状の孔は、
焦点と第一ダイヤフラム体の対称軸とにより形成される
面にある。この構成では、対称軸の方向におけるＸ線ビ
ームの広がりは２つのスリットのうち細い方により決定
され、それに垂直な方向はスリットダイヤフラムでの孔
により決定される。

実施例 以下図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する
。

Ｘ線光束３はＸ線放射源の筐体Ｉに位置する焦点２から
発し、Ｘ線放射源の光線窓４を通る。ダイヤフラム装置
５は第１図の面に垂直な面でＸ線光束３からの数ミリの
厚さの扇状Ｘ線３１を切り出す。ダイヤフラム装置は筐
体ｌに接続されている。ダイヤフラム装置５はＸ線放射
＃ｌから離れて面する端部に円筒状の孔６を有し、そこ
に第一中空の筒状ダイヤフラム体７が配置され、該本体
はそれに同軸に設けられた第二ダイヤフラム体８を内包
する。ダイヤフラム体７及び８の共通の対称軸及び回転
軸は扇状Ｘ線３１の面に、正確には焦点２とダイヤフラ
ム体の中心とを結ぶ線が対称軸と直角に交わるように、
配置される。

回転自在に取りつけられたダイヤフラム体７と８は駆動
装置により、第一ダイヤフラム体７がダイヤフラム体８
よりも係数６だけ速く回転するように駆動される。この
目的のため、駆動装置は単一モーターを有し、これは適
当に設計された伝動装置を介してダイヤフラム体７及び
８に連結される。この代りに、第１図では、簡略化のた
め、２つのステップモーター９及び１０を有する駆動装
置が示され、そのうち外部ダイヤフラム体７に連結され
たステップモーターはクロックパルス発生器に直接連結
され、第二ダイヤフラム体８に作用するステップモータ
ーｌＯは、ステップ周波数をｌ：６の割合で減少させる
周波数デイバイダーを介して連結される。その結果、ダ
イヤフラム体７は内部ダイヤフラム体の速度の６倍で回
転する。

第２図及び第３図に関して説明される如く、単一のＸ線
ビーム３２はダイヤフラム体７及び８により扇状Ｘ線３
１から切り出され、該ビームの垂直方向での（扇状Ｘ線
３１の面に垂直な）広がりは、スリット１３により制限
され、該スリットは幅０．５ミリで図面の示す面に垂直
に延び、該ビームの軸方向への広がりはダイヤフラム体
７の設計により決定される。ダイヤフラム体が一定の速
度で回転する場合、Ｘ線ビーム３２は鋸歯状の時間関数
にしたがって、図面の示す面に垂直の面での衝突点の位
置を変える。

第２図は第一ダイヤフラム体７の横方向の平面図である
。ダイヤフラム体は、焦点２から発するＸ線照射がたと
えば厚さ１ミリのタングステン合金のために事実上完全
に吸収されるように、一定の厚さの材料から成る。ダイ
ヤフラム体は、たとえば長さ５０ミリ、径１２ミリであ
る。少なくともその端面における中空シャフト７Ｉのう
ちの一つは第１図を参照して説明した駆動装置に連結さ
れる。

相互にオフセットした螺旋形スリットがダイヤフラム体
に設けられ、これらは、同一の巻き方向に延びそれぞれ
一定のピッチを有する。両スリットは３つの湾曲と螺旋
をそれぞれ有する。スリット７３はスリット７２よりも
大きなピッチ（ダイヤフラム体７の湾曲の軸方向の長さ
と円周の間の比）を有する。スリット７３は幅０．４ミ
リであり、一方スリット７２はたとえば２ミリと、かな
り大きい。スリット７３の軸方向の長さはダイヤフラム
体７よりもやや短い、もしスリットが同じ長さだとする
と、それはダイヤフラム体を２つの部分に分断してしま
うであろう。３つの湾曲の代わりに、両スリットはｎ個
（ｎ＝１または２、さもなければ４．５．６等）の湾曲
を有することもある。この場合、第一ダイヤフラム体は
第二ダイヤフラム体８よりも係数２０だけ速く回転しな
ければならない。ダイヤフラム体７での螺旋がダイヤフ
ラム体８と同し巻き方向を有する場合には、両ダイヤフ
ラム体は同一の回転方向で回転しなければならない；巻
き方向が異なる場合には、逆方向での回転が必要となる
。

２つのスリットは、それらが矢印７０で示されるように
ダイヤフラム体の中央で丁度１８０°だけオフセットさ
れるように相互にオフセット配置される。第２図に示さ
れるダイヤフラム体の位置では、Ｘ線ビームはかくて図
に示した面に垂直にダイヤフラム体の中央におけるスリ
ット７２及び７３を通ることかできる−但し、照射源の
焦点がダイヤフラム体の後ろの丁度中央に位置していな
ければならない。ダイヤフラム体のこの位置では、焦点
に向いた側でスリット７２が焦点と対称軸すなわち回転
軸７５により形成される面と交差する点か２つある。こ
れらの点の軸方向での位置は矢印７２１及び７２３によ
り示される。同様に、矢印７３］及び７３３により示さ
れる、スリット７３か焦点から離れた方を向いた側での
該面と交差する点が２つある。

ダイヤフラム体の焦点に向いた母線から焦点までの距離
か、スリット７２及び７３の湾曲の軸方向の長さが相互
に関連するのと同様に、その焦点から離れた方向に向い
た母線から焦点までの距離に関連する場合には、別のＸ
線ビームがさらに７２１でスリット７１を、７３１でス
リット７３を通る。同様に、Ｘ線ビームが７２３及び７
３３でスリット７２及び７３を通る。これら３つのＸ線
ビームは扇状Ｘ線３１の面と当然に一致する。

この場合、ダイヤフラム体が回転する際、３つのＸ線ビ
ームは、第一ビームかスリットの一端に到達するまで、
回転方向に応じて左または右に動き、その後別のビーム
が他端で現れる。

上記から明らかなのは、スリットのピッチまたはその湾
曲の軸方向の長さの相違は、ダイヤフラム体７から焦点
までの距離及びダイヤフラム体の径により決定されると
いうことである。。これら２つの値の比が小さくなるに
つれ、長さまたはピンチの相違は大きくなる。他方、放
射源は径と比較してダイヤフラム体から遠くに離される
場合、２つのスリットの長さ及びピッチは実質的に同じ
である。

上記から明らかなのはまた、（第１図の）ダイヤフラム
体装置５から発するＸ線ビーム３２の断面は、軸方向で
は細い方のスリットの寸法により決定され、扇状Ｘ線３
１に垂直な面ではスリットダイヤフラム１３の孔により
決定されるということである。スリット７２をスリット
７３と同じ細さにすることも可能で、スリットダイヤフ
ラム１３を不要にすることさえできる。しかし、焦点２
の長さには限界かあるため、これはＸ線ビームの形状的
不明確さを助長することになり、装置はダイヤフラム体
に対する焦点２の位置における製造誤差により敏感とな
る。したかって、小さいピッチの幅のより広いスリット
に加えてスリットダイヤフラム体１３を有する装置が望
ましい。

上述の如く、ダイヤフラム体７は少なくともスリットか
湾曲を有するのと同じ数のＸ線ビームを切り出する。し
かし、一般には１つのＸ線ビームか望ましい。これは、
単一の湾曲を有するスリットか与えられたなら可能かも
しれないが、この場合はスリットまたはそれらの射影は
扇状Ｘ線の面に対しより相当に鋭角で交差し、同じスリ
ット幅では、軸方向の寸法は所望されない方法でかなり
増大する。第１図から第３図による実施例の場合には、
したかって異なったアプローチがされている　ダイヤフ
ラム体を通るＸ線ビームのうち、たた一つのもののみが
許容される。

第二ダイヤフラム体８（第３図）はこの目的に合う。第
二ダイヤフラム体８はすなわち中空の円筒であり、第一
ダイヤフラム体と同し材料て溝成しえ、少なくとも一つ
の端面に駆動装置９６．。

１２（第１図）に連結されるシャフトを有する。

またこのダイヤフラム体は欧州公開特許第７４．０２１
号によるものに対応する。すなわち、それは円周状に１
８０°だけ相互にオフセントされた２つのスリット８２
と８３が設けられ、それぞれは同一の軸方向長さで延び
、また螺旋形をとる。しかし、２つのスリット８２及び
８３は、半分の湾曲しか有しない。すなわち、それらは
ダイヤフラム体８の円周状のそれぞれ１８０°の皿上に
延びる。スリット８２と８３は第一ダイヤフラム体の細
スリット７３よりもかなり幅が広い。

２つのダイヤフラム体の相互の適切な位置ではは、第一
ダイヤフラム体を通ることのできる３つのＸ線ビームの
うち、２つ、たとえば外側のものは吸収され、中間のも
ののみか通過することができる。第二ダイヤフラム体か
第一ダイヤフラム体の速度の６分のｌで回転するとする
と、このＸ線ビームは同し速度で両ダイヤフラム体に進
入し、このＸ　’ｆｆＡヒームーつのみが通過できる。

Ｘ線ビームがその軸方向への移動中に通過する第一ダイ
ヤフラム体７でのスリット７２．７３の湾曲の数ａは、
必ずしも整数である必要はなく、同様に、第二ダイヤフ
ラム体８につき対応する数すは丁度０．５である必要は
ない。しかし、比については、ａ／ｂ−＝２ｎ（ｎは０
より大きい整数）という条件が満たされなければならな
い。その時にのみ、Ｘ線ビームの周期的移動が一定の速
度で得られる。ａか整数でない場合及び／又はｂか０．
５未満である場合、周期的移動の過程でより大きいまた
は小さい長さの間隔か存在し、Ｘ線ビームはそこで抑制
される。

第３図で示されたダイヤフラム体の代わりに、西独特許
出願第Ｐ３８２９６８８号に詳説される如く、ダイヤフ
ラム体７と共に回転する他の中空筒状ダイヤフラム体も
設けることができる。たとえば、該ダイヤフラム体は半
円の断面を有し、ダイヤフラム体の長さにわたって延び
少なくとも約１８００の弧を示すただ一つのスリットか
設けられる。

同様に、その円周上に軸方向及び円周方向に相互にオフ
セットされた複数の孔か設けられる半円の断面を有する
中空筒状の本体も用いることかできる。しかし、最後に
述へた実施例の場合には、Ｘ線ビームは一つの孔から他
へと飛び越す。第３図に示された実施例のこの実施例に
対する利点はまた、このダイヤフラム体は不均衡を有し
ないという点である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置を示す図、第２図は第一ダイ
ヤフラム体を示す図、第３図は第二ダイヤフラム体を示
す図である。 ｌ′Ｘ線放射源、２　焦点、３　Ｘ線光束、４光線窓、
５゛ダイヤフラム装置、６　孔、７　第一ダイヤフラム
体、８　第二ダイヤフラム体、９゜１０　ステップモー
ター、１３　　スリ、トダイヤフラム、３１　″扇状Ｘ
線、３２　Ｘ線ビーム、７Ｉ　中空シャフト、７２，７
３，８２．８３　　スリット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、その焦点（２）から光束（３）が発するＸ線または
   ガンマ放射源（１）と、ビームを光束から切り出し、そ
   の対称軸（７５）について回転可能で円周上に２つの相
   互オフセットされた螺旋スリット（７２、７３）を有す
   る中空筒状の第一ダイヤフラム体（７）より成るダイヤ
   フラム装置（５）とを有し、小さな断面を有し方向可変
   のＸ線又はガンマビーム（３２）発生用の装置であって
   、スリット（７２、７３）はダイヤフラム体の周りを少
   なくともそれぞれ１回転旋回し、少なくとも一本の直線
   がスリットを通って焦点（２）に向い、線の位置はダイ
   ヤフラム体を回転させることにより変化させられうるよ
   う整形されることを特徴とするＸ線又はガンマビーム（
   ３２）発生装置。 ２、各スリット（７２、７３）は整数個の湾曲部を有す
   ることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、主ビームのみを通過させる第二ダイヤフラム体（８
   ）は光束（３）中に配置され、第二ダイヤフラム体は主
   ビームが常に直線のうちの一つに一致するように配置さ
   れ設計されることを特徴とする請求項１または２記載の
   装置。 ４、第二ダイヤフラム体（８）は中空円筒の形を有し、
   その軸は対称軸（７５）と焦点を含む面に存在し、その
   断面は円形または半円形であり、第二ダイヤフラム体（
   ８）には、半円形断面の場合には１個のスリット、もし
   くは円形断面の場合には円周上で１８０゜だけ相互にオ
   フセットされた２つの螺旋状スリット（８２、８３）が
   設けられることを特徴とする請求項３記載の装置。 ５、第二ダイヤフラム体の円周上の１又は複数のスリッ
   ト（８２、８３）は１８０゜の角度を描くことを特徴と
   する請求項４記載の装置。 ６、第一ダイヤフラム体（７）を第二ダイヤフラム体（
   ８）の２ｎ倍の角速度で駆動する駆動装置（９．．．１
   ２）が設けられることを特徴とする請求項４または５記
   載の装置。 ７、第一ダイヤフラム体（７）のスリット（７２、７３
   ）が描く円周角は第二ダイヤフラム体（８）上のスリッ
   ト（８２、８３）により描かれる円周角の係数２ｎだけ
   大きいことを特徴とする請求項６記載の装置。 ８、２つのダイヤフラム体（７、８）は互いに同軸に配
   置され、一方が他方を囲み、第二ダイヤフラム体（８）
   のスリット（８２、８３）は第一ダイヤフラム体（７）
   のスリット（７３）の少なくとも一つよりも幅が広いこ
   とを特徴とする請求項４記載の装置。 ９、第一ダイヤフラム体は第二ダイヤフラム体を囲むこ
   とを特徴とする請求項８記載の装置。 １０、第一ダイヤフラム体（７）のスリット（７２、７
   ３）は互いに異なるピッチを有することを特徴とする請
   求項１乃至９記載の装置。 １１、第一ダイヤフラム体（７）のスリットのうち、よ
   り大きいピッチを有するもの（７３）は他方よりも細い
   ことを特徴とする請求項１０記載の装置。 １２、スリットダイヤフラム（１３）が設けられそのス
   リットは第一ダイヤフラム体（７）の回転軸または対称
   軸（７５）に一致し、該ダイヤフラムはその長手方向に
   垂直な方向での切出ビームの寸法を決定することを特徴
   とする請求項１記載の装置。