JPH07230894A - ステレオ撮影用x線装置 - Google Patents

ステレオ撮影用x線装置

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JPH07230894A
JPH07230894A JP6041799A JP4179994A JPH07230894A JP H07230894 A JPH07230894 A JP H07230894A JP 6041799 A JP6041799 A JP 6041799A JP 4179994 A JP4179994 A JP 4179994A JP H07230894 A JPH07230894 A JP H07230894A
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JP
Japan
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voltage
signal
switch
switches
ray
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Application number
JP6041799A
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English (en)
Inventor
Kazuo Kaneko
一男 金子
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
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Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】真空管スイッチと同じような高速スイッチング
特性と、耐圧性を得る、ステレオ撮影用X線装置を得た
い。 【構成】半導体スイッチ18、19、25、26を設
け、スイッチ(18と19)と、(25と26)とを交
互に切替え、且つ18と19とを逆相、25と26とを
逆相関係で切替えることで、陰極K1とK2とから交互に
X線放射を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は立体(ステレオ)視がで
きるX線写真あるいは透視X線テレビ画像を得るための
ステレオ撮影用X線装置に係り、特にX線管の格子電圧
の制御の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図5はステレオ撮影用X線装置の従来例
図である。X線管5は、陽極Aと第1、第2の陰極
1、K2、制御電極(格子電極)Gとより成るステレオ
撮影用X線管である。第1、第2の高圧電圧ER、E
Lは、X線カットオフ用電圧でありER、ELには、それ
ぞれ直列に抵抗R1、R2、機械的に開閉制御されるスイ
ッチSW2、SW4を接続し、更に並列に機械的に制御さ
れるスイッチSW1、SW3を接続する。第1、第2の陰
極K1、K2にはトランスTrを介して加熱用電源(フィ
ラメント電源)が印加されている。更に、スイッチSW
1の両端が制御電極Gと第1の陰極K1との間でK1側を
カットオフするように接続され、スイッチSW3の両端
が制御電極Gと第2の陰極K2との間でK2側をカットオ
フするように接続されている。更に陽極Aと制御電極G
との間には高圧直流電圧EDCが印加されている。
【0003】動作は以下の如くなる。X線は陰極K1
2から放出されるが、このX線放出の条件は、放出側
の陰極と制御電極Gとの間が所定の低電圧(0電圧を含
む)が印加されていること(これをX線カットオンと呼
ぶ)、このX線カットオンのもとで陽極Aと制御電極G
との間に所定の高電圧が印加されていること、の2つで
ある。一方、X線が放出されない条件はこの逆の条件と
なるが、その際の、非放出側の陰極と制御電極Gとの間
に所定の高電圧(ER又はELのこと)が印加されている
こと、なる条件は、前記X線カットオンと対比され、X
線カットオフと呼ばれる。
【0004】ステレオ撮影では、陰極K1、K2とが時間
的にみて交互に放出側となる。即ち、K1側放出→K2
放出→K1側放出→…の如くなる。こうした交互放出の
手順になまるために制御されるのが、機械的に開閉動作
するスイッチSW1〜SW4である。K1側放出、非放出
となるためのスイッチSW1、SW2の制御内容は以下と
なる。
【0005】(1)、K1放出(X線カットオン条件、
即ち、K1とGとの間が低電圧印加状態)時のSW1、S
2の制御内容は、SW1−ON、SW2−OFFであ
る。 (2)、K1非放出(X線カットオフ条件、即ち、K1
Gとの間が高電圧印加状態)時のSW1、SW2の制御内
容は、SW1−OFF、SW2−ONである。 (3)、K2放出(X線カットオン条件、即ち、K2とG
との間が低電圧印加状態)時のSW1、SW2の制御内容
は、SW3−ON、SW4−OFFである。 (4)、K2非放出(X線カットオフ条件、即ち、K2
Gとの間が高電圧印加状態)時のSW1、SW2の制御内
容は、SW3−OFF、SW4−ONである。
【0006】ここで、K1のX線カットオン条件、即
ち、K1とGとの間が低電圧印加状態とは、(K1−G間
の電圧)=0であること、X線カットオフ条件、即ちK
1とGとの間が高電圧印加状態とは、(K1−G間の電
圧)=ERにあることを指す。K2とGとの間にあって
も、(K2−G間の電圧)=0が低電圧印加状態、(K2
−G間の電圧)=ELが高電圧印加状態を指す。ER、E
Lは1200V〜2400V程度である。このカットオ
ン条件では、K1とG又はK2とGとの間が低電圧となる
ため、トランスTrからのフィラメント電源によるフィ
ラメント電圧により、放出側となるK1又はK2がX線放
出可能な条件となり、これにAとGとの間に高電圧が加
わることで、放出側となるK1又はK2からX線が直接に
放出され又は間接にX線を放出させるための加熱が行わ
れる。
【0007】図6は、他の従来例図である。図5と異な
る点は、スイッチSW1、SW2の代りに真空管TRを設
けたこと、スイッチSW3、SW4の代りに真空管TL
設けたこと、にある。真空管TR、TLは高圧スイッチと
して設置したものである。ステレオ撮影にあっては、T
R、TLを交互にON、OFFし、TR−ONではK1がカ
ットオン、TR−OFFではK1がカットオフ、TL−O
Nでは、K2がカットオン、TL−OFFではK2がカッ
トオフとなる。図5、図6によれば、K1とK2とが交互
にカットオンとなり、X線放出をステレオにより実現す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図5の従来例で、スイ
ッチSW1〜SW4は、ER、ERなる高電圧が印加される
ためにこの高電圧に耐えるような構造である。回路が簡
単になる利点を持つが、スイッチSW1〜SW4がリード
スイッチの如く機械的に動作するために、切替動作が遅
く撮影を高速にできないとの欠点を持つ。せいぜい4回
/1秒間程度である。
【0009】図6の従来例は、図5に比して、真空管を
用いているため、耐電圧が高く、高速スイッチングが可
能との利点を持つ。30回/1秒間の高速切替えが可能
となる。しかし、真空管は構造的に陰極にフィラメント
を有することから、このフィラメントの寿命がシステム
として保守性に影響を与え、定期的に真空管を交換する
ことが不可欠である。またフィラメントからの発熱は制
御電極側の冷却を必要とする。一方、保守性をよくする
と大型の構造にならざるを得ない。
【0010】本発明の目的は、こうした欠点を解消し、
小型で且つ高速切替えによる高速撮影が可能で、長時間
安定撮影可能なステレオ撮影用X線撮影装置を提供する
ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1、第2の
陰極と制御電極と陽極とを持つステレオ撮影用X線管
と、カットオフ用の第1、第2の高電源と、第1の高圧
電源に直列に接続された第1、第2の半導体スイッチ
と、第2の高圧電源に直列に接続された第3、第4の半
導体スイッチと、第2の半導体スイッチの両端の一方を
第1の陰極に、他方を制御電極に接続する手段と、第4
の半導体スイッチの両端の一方を第2の陰極に、他方を
制御電極に接続する手段と、第1、第2の陰極にそれぞ
れフィラメント電圧を印加する手段と、陽極に第1のタ
イミング信号に同期して高圧電圧を印加する第3の高圧
電源と、第1のタイミング信号の奇数番目に同期する、
互いに逆相関係の第2、第3のタイミング信号で第1、
第2のスイッチをON、OFFする第1のスイッチ制御
手段と、第1のタイミング信号の偶数番目に同期する、
互いに逆相関係の第4、第5のタイミング信号で第3、
第4のスイッチをON、OFFする第2のスイッチ制御
手段と、より成るステレオ撮影用X線装置を開示する。
【0012】
【作用】本発明によれば、第1〜第4の半導体スイッチ
を設け、これを交互、且つ逆相でON、OFFすること
で、高速ステレオ撮影が可能となる。
【0013】
【実施例】図1は本発明のステレオ撮影用X線撮影装置
の実施例図である。この撮影装置は、直流電源1、イン
バータ2、トランス3、コンバータ4、ステレオX線管
5、制御回路7から成る。ステレオX線管5の構成は、
図5、図6と同じく、陽極A、制御電極G、2つの陰極
1、K2より成る。Gは14、K1は8、K2は9で示し
てある。陽極Aへの印加高電圧V0は、第1タイミング
信号6(タイマー信号とも云う)をインバータ2へ印加
してインバータ運転させて交流化し、これをトランス3
を介してコンバータ4に印加し、コンバータ4で直流化
した値である。
【0014】制御回路7は、X線管5にコネクタ10
A、10B、10Cを通じて接続した回路であって、制
御電極G、陰極K1、K2への印加電圧制御を行うもので
あり、最終目的は、K1、K2のカットオン、カットオフ
の実現のための制御である。制御回路7は、フィラメン
ト電圧印加用トランス10、11、12、13、制御電
極用直流電圧15(ER)、22(EL)、平滑コンデン
サ16、23、抵抗17、24、半導体スイッチ18、
19、25、26より成る。スイッチ18、25は制御
電極用電圧15、22に直列に接続され、スイッチ1
9、26はX線管5の陰極8(K1)、9(K2)と制御
電極との間に接続されている。半導体スイッチ18、1
9、25、26は同一構成であり、電界効果トランジス
タ等より成るスイッチである。
【0015】スイッチ18と19とは互いに逆相関係で
制御される。即ち、スイッチ19をONの時にはスイッ
チ18をOFF、スイッチ19をOFFの時にはスイッ
チ18はONとなる。スイッチ25と26も同じく互い
に逆相関係で制御される。更に、(スイッチ18、1
9)と、(スイッチ25、26)とは、時系列的に交互
にON、OFF制御を受ける。こうした制御のための信
号がタイミング信号20、21、27、28である。
【0016】タイミング信号20、21、27、28に
よる制御内容は以下の如くなる。 (1)、陰極8(K1)のカットオン条件のためには、
スイッチ19−ON、スイッチ18−OFFにする。 (2)、陰極8(K1)のカットオフ条件のためには、
スイッチ19−OFF、スイッチ18−ONにする。 (3)、陰極9(K2)のカットオン条件のためには、
スイッチ26−ON、スイッチ25−OFFにする。 (4)、陰極9(K2)のカットオフ条件のためには、
スイッチ26−OFF、スイッチ25−ONにする。
【0017】上記カットオン条件下で、陽極Aと制御電
極14(G)との間に高電圧V0が加わると、そのカッ
トオン条件下(陰極K1又はK2と制御電極Gとがスイッ
チ19又は26のONにより短絡し同電位となる。同電
位の代りに低電圧でもカットオンになる。このことは前
述した)にある陰極K1又はK2には、フィラメント電圧
がトランス10、11又は12、13を介して印加さ
れ、直接にX線を放出、又は間接にX線を放出させるべ
く加熱制御を受ける。又、カットオフ条件下では、スイ
ッチ19、又は26がOFFであり、スイッチ18又は
25がONとなり、陰極K1又はK2と制御電極Gとの間
には、制御電圧ER又はELが印加される。これによっ
て、X線カットオフ状態となる。
【0018】スイッチ18、19、25、26として用
いたスイッチ回路を図2に示す。各スイッチにあって
は、iが入力側、jが出力側、Kがタイミング信号印加
側を示す。このスイッチ回路は、電界効果トランジスタ
34、35、36を直列に接続し、抵抗30、31、3
2、33を直列に接続し、各抵抗の接続点にトランジス
タ34、35、36のゲート端子を接続したものであ
る。更に、トランジスタ34、35、36のゲート端子
とソース(又はドレイン)端子との間に定電圧維持用
(即ち各トランジスタ保護用)のツェナーダイオード3
7、38、39を接続した。そして、抵抗32と33と
の接続点と抵抗33の他端との間にタイミング信号を印
加するようにした。
【0019】動作を説明する。端子Kに印加するタイミ
ング信号は、各トランジスタ34〜36を同時ON、同
時OFFにするための2種類(HとLとより成り、Hで
同時ON、Lで同時OFF)の信号である。同時ONの
ためのタイミング信号を加えると、各トランジスタ34
〜36がONとなり、端子iとjとは同電位となり、ス
イッチON状態となる。同時OFFのためのタイミング
信号を加えると、各トランジスタ34〜36がOFFと
なり、端子iとjとは抵抗30〜33で降下された降下
分だけの電位差が生ずる。しかし抵抗30〜33の各値
を充分に大きい値にしておくことで、各トランジスタ3
4〜36がOFFになると端子iとjとは実質的にOF
Fとなる。
【0020】このスイッチ回路で、トランジスタを直列
に3個としたことで、直流電圧ER、ELが高電圧(12
00V〜2400V)であっても各トランジスタに加わ
る電圧がその数相当分、分圧されて低圧化されるため、
各トランジスタの耐圧の問題はなくなる。又、異常に高
くなった場合でも、ツェナーダイオード37〜39を設
けたことで、定電圧の印加が維持される。勿論、トラン
ジスタの数を4個以上とし、更に高圧印加も可能であ
る。
【0021】このスイッチ回路によれば、電界効果トラ
ンジスタを使用したが故に、ON/OFFの切替速度は
機械的スイッチに比べて大幅に増大する。更に、耐圧の
点では、複数個直列に接続した構成故に、高耐圧を可能
にした回路が提供できた。又、ツェナーダイオードを各
トランジスタ毎に設けたが故に、異常高電圧にも耐えう
るものとなった。
【0022】更に、スイッチ18と25とを制御電圧E
R、ELに直列に接続し、スイッチ19と26とをX線管
の陰極K1、K2と制御電極間に並列に接続したため、制
御電極と陰極間の浮遊容量による波形の追従性も高速に
なる。
【0023】図3は、各種タイミング信号6、20、2
1、27、28を発生させるための信号発生回路であ
る。第1発生回路40は、設定器44によって、X線放
射信号XC及び第1タイミング信号(タイマー信号)6
の発生タイミングを設定される回路である。X線放射信
号XCは第2発生回路41へと入力し、第2発生回路4
1からは、8(K1)側タイミング信号と9(K2)側タ
イミング信号とをX線放射信号XCに同期させて発生す
る。8(K1)側信号は、そのままで制御信号21とな
り、反転ゲート42を通すことでそれと逆相のタイミン
グ信号20となる。9(K2)側タイミング信号は、そ
のままでタイミング信号28となり、反転ゲート43を
通すことでタイミング信号27となる。
【0024】こうした図の回路からは、第1のタイミン
グ信号6が得られてインバータ2のインバータ運転指令
信号となり、タイミング信号20、21、27、28が
得られてスイッチ18、19、25、26のON、OF
F信号となる。
【0025】図4は、図3の回路のタイムチャート、及
び図1のX線撮影装置の動作タイムチャートを示す図で
ある。先ず、X線放射信号XCは、Hレベル信号幅t0
Hレベル信号間隔(即ちLレベル信号幅)t1、1周期
幅t2とで定まる信号である。t2=2t0+t1である。
1周期幅t2とは、ステレオ撮影のためのK1、K2交互
励起のための1区間とのことであり、図で奇数番目のH
レベル信号がK1励起、偶数番目のHレベル信号がK2
起用となり、この2つのHレベル信号を通じた区間が1
周期幅となる。t0、t1が設定回路44によって外部設
定される(又はt1の代りにt2)。
【0026】信号21は、X線放射信号XCの奇数番目
のHレベル信号に同期(即ち幅と生起タイミングが一
致)し、信号20は信号21の逆相(即ち反転)信号で
ある。信号28は、X線放射信号XCの偶数番目に同期
(即ち、Hレベル信号の幅と生起タイミングに一致)
し、信号27は信号28の逆相(即ち反転)信号であ
る。
【0027】信号21のレベル区間でスイッチ19がO
Nし、これに同期した信号20のLレベル区間でスイッ
チ18がOFFする。信号20のHレベル区間でスイッ
チ18がONし、これに同期した信号21のLレベル区
間でスイッチ19がOFFする。スイッチ25、26に
おいても、信号27、28との間で同様である。
【0028】一方、第1タイミング信号6は、X線放射
信号XCに同期して発生しているが、そのHレベル区間
(a〜d)、(e〜h)よりも内側の区間(b〜c)、
(f〜g)でHレベルとなる信号である。この内側
(b、f)となっている理由はフィラメントの加熱が充
分になされるための時間確保による。又、フィラメント
の加熱が終了するよりも前倒しの時間(c、g)となっ
ているのは、やはりX線放射をフィラメント加熱終了の
前にすることでX線放射の確実性を確保するためであ
る。
【0029】このように、図4によれば、信号21、2
8のHレベル区間及び信号20、27のLレベル区間が
X線カットオン状態であり、信号21、28のLレベル
区間及び信号20、27のHレベル区間がX線カットオ
フ状態となる。そして、信号6のHレベル区間が陽極A
への高電圧印加区間となる。この結果、信号6のHレベ
ル区間が陰極8、9によるX線放射区間となる。図4に
よれば、陰極8によるX線放射と陰極9によるX線放射
とが、X線放射信号XCに同期して交互に行われること
がわかる。尚、V01、V02とは出力電圧V0そのもので
あり、8と9とに交互に使われることから、区別したに
すぎない。
【0030】尚、電界効果トランジスタとしてがターン
オフサイリスタ、パワートランジスタなどの自己消孤形
半導体素子はすべて使用可能である。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、真空管を用いた場合の
如く電子的スピードで高圧スイッチの制御が可能になる
ため、高速で切替えが可能になり、しかも前述した如く
切替えるタイミングと高圧印加のタイミングを適合させ
れば確実に高圧印加A及び高速ステレオ撮影が可能にな
り、高速で高品位のステレオ像が得られ、立体視による
臨床的評価を高めることができる。しかも半導体による
高圧スイッチであるために寿命は長く、保守的にも、安
定した性能が得られ、システムの信頼性を高めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のステレオ撮影用X線装置の実施例を示
す図である。
【図2】本発明の半導体スイッチの実施例図である。
【図3】本発明の制御タイミング発生回路の実施例図で
ある。
【図4】本発明の図1の実施例のタイムチャートを示す
図である。
【図5】従来のステレオ撮影用X線装置を示す図であ
る。
【図6】従来のステレオ撮影用X線装置を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 直流電源 2 インバータ 3 トランス 4 コンバータ 5 ステレオX線管 6 タイミング信号 A 陽極(アノード) K1(8) 陰極 K2(9) 陰極 7 制御回路 10〜13 トランス 18 半導体スイッチ 19 半導体スイッチ 20 タイミング信号 21 タイミング信号 25 半導体スイッチ 26 半導体スイッチ 27 タイミング信号 28 タイミング信号 34〜36 電界効果トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1、第2の陰極と制御電極と陽極とを持
    つステレオ撮影用X線管と、 カットオフ用の第1、第2の高圧電源と、 第1の高圧電源に直列に接続された第1、第2の半導体
    スイッチと、 第2の高圧電源に直列に接続された第3、第4の半導体
    スイッチと、 第2の半導体スイッチの両端の一方を第1の陰極に、 他方を制御電極に接続する手段と、 第4の半導体スイッチの両端の一方を第2の陰極に、他
    方を制御電極に接続する手段と、 第1、第2の陰極にそれぞれフィラメント電圧を印加す
    る手段と、 陽極に第1のタイミング信号に同期して高圧電圧を印加
    する第3の高圧電源と、 第1のタイミング信号の奇数
    番目に同期する、互いに逆相関係の第2、第3のタイミ
    ング信号で第1、第2のスイッチをON、OFFする第
    1のスイッチ制御手段と、 第1のタイミング信号の偶数番目に同期する、互いに逆
    相関係の第4、第5のタイミング信号で第3、第4のス
    イッチをON、OFFする第2のスイッチ制御手段と、 より成るステレオ撮影用X線装置。
JP6041799A 1994-02-17 1994-02-17 ステレオ撮影用x線装置 Pending JPH07230894A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008168039A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X線発生装置およびx線ct装置

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JP2008168039A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc X線発生装置およびx線ct装置

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