JPS62246300A - Ｘ線診断装置 - 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】 〔産業上の利用分訃〕 本発明は、先点火式のＸ線診断装置の改良に関する。

（従来技術） 先点火式Ｘ＆ｉ診断装置は、ＸｖＡ管の了ノードーカソ
ード間に電源電圧を印加するのに先がけて、予めＸ線管
のフィラメントを加熱することにより、Ｘ線照射開始時
における管電流立ち上がりの遅れや、オーバシュートの
防止を図って安定した強度のＸ＆ｌｌを照射できるよう
にする目的で開発されたものである。

ところで、この種の先点火式Ｘ線診断装置にとって重要
なことは、電源電圧の変動に影響されずにフィラメント
電流、管電流の制御を安定化して行うことであり、この
ため従来は、フィラメント電流を制御するプレヒート制
御回路、管電流制御回路のいずれにも直流安定化電源を
備えて構成されている。

例えば、特開昭５７−１３７ＧＯ号には管電流の立ち上
がり時に問題とされているオーバシェードの発生を効果
的に防止するものとして先点火式ｘ＆Ｉ診断装置が本出
願人の提案により開示されているが、このものも管電流
制御回路、プレヒート制御回路のいずれにも直流安定化
電源を備えた構成とされており、構造が複雑となり、製
造コストも高価となるなどの改善すべき余地の残された
ものであった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みて開発されたものであり、直
流安定化電源を用いず、簡易な構成により［［電圧の変
動に影響されないＸ線診断装置を促供することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため提案される本発明は、先点火式
のＸ線診断装置の改良に係り、とくにプレヒート制御回
路を、Ｘ線管に供給される電源電圧に応じた検出信号と
管電流制御回路の設定レベルよりも低いプレヒート基準
信号との差を増幅してプレヒート制御信号を生成する構
成にしたことを特徴としている。

実施例 以下に、添付図を参照して本発明の一実施例を説明する
。

第１図は、本発明装置の一例を示す電気回路図である。

ｌはＸ線管であり、フィラメントＦとアノードＡを有し
ている。ＴＩは高圧トランスであり、商用電源ｅを昇圧
してＸ線管ｌに供給する。このような高圧トランスＴ１
は、通常の昇圧トランスが使用されるが、Ｘ線管１に供
給する管電圧を一定にするため定電圧トランスを使用し
ても良い。

高圧トランスＴ１は、電源ｅに接続された１つの１次巻
線と、ｘｌ管ｌのフィラメントＦとアノードＡの各々に
接続された２つの２次巻線を有している。高圧トランス
Ｔ１のフィラメンｌ−Ｆ側の２次巻線には管電流制御回
路■が接続されており、高圧トランスＴＩの１次側には
スイッチｓｗｉ。

降圧トランスＴ３を介してプレヒート電流制御回路■が
接続されている。また、Ｔ２はフィラメントトランスで
あり、高圧トランスＴＩと並列に接続され、１次側巻線
に設けたスイッチング素子６のスイッチング制御を通じ
て２次側Ｓ線に誘起される電圧を位相制御する。なお、
スイッチＳＷＩはプレヒート基準信号、ＳＷ２はＸ線照
射スイッチ、ＳＷ３はＸ＆Ｉ照射スイッチＳＷ２と連動
して切替駆動されるモード切り替えスイッチである。

管電流制御回路■は、所謂フィードバック制御回路を構
成しており、Ｘ線照射時にはＸ線管１に流れる管電流Ｉ
Ｆをフィードバック信号として検出し、これを予め設け
た基準電圧Ｅ１と比較し、その差を積分してフィードバ
ック制御信号Ｖｄを出力する。

実施例では、高圧トランスＴＩの２次！１線に接続した
モニタ抵抗Ｒ１により、Ｘ線管１の管電流ｉＦを電圧信
号ｖｈに変換して取り出しており、この取り出した信号
ｖｈ４ｅ積分回路２に送り、基準電圧Ｅ１との差を積分
して制御信号Ｖｄを得ている。

積分回路２は、オペアンプＯＰ２に積分コンデンサＣ２
を設けて構成されており、オペアンプＯＰ２の非反転入
力端子に接続した基準電圧Ｅ１をもって管電流ｉＦの制
御目標値を設定しており、モニタ抵抗Ｒ１と積分回路２
との間にはボルテージフォロアにより構成されたバンフ
ァアンプＯＰｌを設けている。なお、抵抗Ｒ２は、入力
抵抗とあいまってオペアンプＯＰ２の直流増幅度を決定
するものである。

プレヒート制御回路■は、降圧トランスＴ３により降圧
された電源電圧ｅをブリッジ整流器ＲＦＤ、整流ダイオ
ードＤ３．平滑コンデンサＣＩを通して脈流の除去され
た直流電圧として取り出し、更にこの直流電圧を抵抗Ｉ
？４．Ｒ５より成る分圧回路により分圧して電源電圧ｅ
に応じた検出電圧ｖｂを得ている。この検出電圧ｖｂは
、差動増幅器３に入力され、ここでプレヒート制御時の
制御目標値を規定する基準電圧ＩＥ２（積分回路２の基
準電圧Ｅ１より小さい値が設定されている）との差分を
所定の増幅度で増幅した制御信号Ｖｃを生成している。

なお、実施例に開示された差動増幅器３では、基準電圧
Ｅ２．抵抗Ｒｓ、Ｒｆを適宜な値に選定して第４図にお
いてａで示すような直線近慎のリニアな出力特性を得て
いるが、フィラメントへの電力を一定に制御し、よりス
ムーズなスタート特性を得るためには、フィラメントの
特性を考慮して抵抗Ｒｓ、Ｒｆを非線形素子（例えば、
抵抗とダイオードを組合わせて構成される）で構成して
第４図においてｂで示すような非線形出力特性を得るよ
うにすればなお好適である。

４は、２つのダイオードＤＩ、Ｄ２のカソード側を共通
に接続して構成した選択回路であり、プレヒートモード
時にはプレヒート制御回路■の出力を位相角制御回路５
に出力し、Ｘ線照射モード時には管電流制御回路Ｉの出
力を位相角制御回路５に出力する。ダイオードＤ１のア
ノードは、抵抗Ｒ３を介して管電流制御回路■の出力端
に、またダイオードＤ２のアノードは、プレヒート制御
回路■の出力端にそれぞれ接続されており、共通に接続
されたダイオードＤｉ、Ｄ２のカソードは抵抗＋１６．
モード切り替えスイッチＳＷ３を介してグランドに接地
されており、更にダイオードＤ１のアノードは位相角制
御回路５に接続されている。

位相角制御回路５は、選ＩＲＩ！ｉｌ路４の選択動作に
より人力される制御出力電圧Ｖｅのレベルに応じてスイ
ッチング素子６のＯＮ時のタイミングを規定しており、
その制御出力電圧Ｖａのレベルが大きくなるにつれてフ
ィラメントＦにイ共給される電圧Ｖｇの位相が大きくな
るように導通角θを制御する。この制御は所謂位相角制
御であり、フィラメントＦへの供給電力をスイッチング
制御する。

このような位相角制御回路５は、ＰＵＴ、ＵＪＴなどの
点弧素子を用いた公知のトリガパルス発生手段が適用で
きる。また、位相角制御回路５の出力パルスＶ「によっ
てスイッチング制御されるスイッチング素子６は、トラ
イチック、パルストランスなどを組合わせて構成される
公知のパワースイッチング素子が使用できることもいう
までもない。

次いで、本発明の動作を前述の実施例をもとにして第２
図に示したタイムチャートを参照して説明する。

第２図のａ　ｗ　ｈは、第１図のａ　ｗ　ｈ部分に対応
した出力波形図である。

電源スィッチ（不図示）が投入されると、スイッチＳＷ
１がＯＮとなる。この時、スイッチＳＷ３は常閉スイッ
チであるため、ＯＮの状態を保持している。また、この
時点では、スイッチＳＷ２がＯＦＦであるので、Ｘ線管
ｌには電源電圧ｅは印加されずプレヒートモードとなる
。

このプレヒートモードにおいては、青電１ＪｔｉＦが流
れていないので、積分回路２の出力は飽和レベル、つま
り積分回路２の駆動電源レベル（実施例ではオペアンプ
ＯＰ２の駆動電源レベル＋Ｖｃｃ）まで上昇する。

一方、プレヒート制御回路■では、電源電圧ｅに応じた
レベルの検出電圧ｖｂが差動増幅器３に入力されるので
、その出力Ｖｃは基準電圧Ｅ２と検出電圧ｖｂとの差を
所定の増幅度（例えばＡ）で増幅したレベル（電源電圧
に変動を生じない時のレベルを第２図において、Ｒｅｆ
Ｅ２で示している）となる。

また、この時、プレヒート制御回路■の出力レベルＶｃ
は、管電流制御回路Ｉの出力レベルＶｄより低いので選
択回路４のダイオードＤ１は導通となる。この結果、位
相角制御回路５に入力される制御出力電圧Ｖｅは、プレ
ヒート制御回路■の出力レベルと略等しいレベルＶｃに
までダウンするので、スイッチング素子６は、プレヒー
ト制御回路■の出力レベルＶｃ　（Ｖｅ−Ｖｃ）に応じ
た位相でトリガされ、フィラメント加熱電圧Ｖｇがフィ
ラメントトランスＴ２に印加される。しかるに、このよ
うな状態において、電源電圧に変動が生じ、例えば大き
くなると、差動増幅器３の出力は基準電圧Ｅ２と検出電
圧ｖｂ分に応じた値となるから、位相角制御回路５に送
られる制御出力電圧Ｖｅのレベルも小さくなり、位相角
制御回路５の出力パルスＶｆの発生タイミングは遅くな
り、スイッチング素子６による導通角を減じる。つまり
、フィラメント加熱電圧Ｖｇの導通角を減らして電源電
圧ｅの増大を補償し、実効フィラメント加熱電流が一定
になるように制御される。

また、電源電圧ｅが変動し小さくなると差動増幅器３の
出力は大きくなるので、位相角制御回路５に送られる制
御出力電圧Ｖｅのレベルも大きくなり、位相角制御回路
５の出力パルス■ｆの発生タイミングが早くなり、スイ
ッチング素子６による導通角を増大する（第２図では、
θ１〈θ２くθ３とされている）、つまりフィラメント
加熱電圧Ｖｇの導通角が電源電圧を補償するため大きい
レベルに制ｊ１される。

以上のような動作の結果、フィラメント加熱電流は、プ
レヒートモードの間は、電源電圧の変動分を補償して安
定した一定レベルの加熱が行われることになるので、直
流安定化電源を用いなくてもプレヒートが終了した後の
Ｘ線照射の開始時点には、管電流の立ち上がりがスムー
ズに行われスタート特性が改善される。

以上のようなプレヒートモードが終了すると、Ｘ線照射
モードに移行されることになる。

すなわち、スイッチＳＷ２がＯＮとなり、同時にモード
切り替えスイッチＳＷ３がＯＦＦとなる。

この結果、選択回路４のダイオードＤｌ、Ｄ２は非導通
となるので、プレヒート制御回路■は位相制御回路５か
ら遮断され、管電流制御回路Ｉの出力Ｖｄ　（Ｖｅ＝Ｖ
ｄ）のみが位相角制御回路５に入力される。

管電流制御回路！では、管１！流ｉＦに応じた検出電圧
ＶＦと基準信号Ｅ１との差を積分し、その出力を制御信
号としているため、安定領域に至っては基準電圧Ｅ１で
規定される一定レベル値（第２図ではＲｅｒＥｌとして
示す）に制御され、強度の安定したＸ＆Ｉが放射される
。

第２図は、電源電圧が途中で低下した場合における第１
図の各部分の動作を示すタイムチャートを示したもので
あるが、電源電圧が途中において上昇した場合において
も同じようにして理解できる。

第３図は、本発明の他例の構成を示すブロック図である
。

この実施例の特徴は、Ｘ線管１に供給される電源電圧を
全波整流回路７により全波整流しており、モニタ抵抗Ｒ
１によって１食出される交流分をブリッジ整流器８によ
り更に全波整流して管電流制御回路１を構成する積分回
路に入力する構成としたものである。その他の部分は、
第１図の回路の構成と同じであり、対応する部分には同
一符号を付して説明を省略する。

なお、本発明における管電流制御回路の構成は、実施例
では積分回路を用いたものを示したが、このようなもの
に限定されるべきでないことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明より理解されるように、本発明によれば、高
価な安定化電源を用いることなく、電源電圧の変動の影
響を受けない構成にできるので、構成が簡単にして安価
で実用的価値の高いＸ装置診断装置を得ることが出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＸ線診断装置の一実施例を示す電気
回路図、第２図は第１図の各部分の動作を示すタイムチ
ャート、第３図は他例の要部構成図、第４図は電源電圧
に対するプレヒート制御回路の出力特性図を示している
。 （符号の説明） ｌ・・・Ｘ線管 ２・・・積分回路 ３・・・差動増幅器 ４・・・選択回路 ５・・・位相角制御回路 ■・・・管電流制御回路 ■・・・プレヒート制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｘ線照射時に駆動されて、Ｘ線管のフィラメント加熱電
   流を設定値にフィードバック制御する管電流制御回路、
   Ｘ線照射に先立って、フィラメント加熱電流を上記設定
   値より低いプレヒートレベルに制御するプレヒート制御
   回路を備えた先点火式Ｘ線診断装置において、 上記プレヒート制御回路が、Ｘ線管に供給される電源電
   圧に応じた検出信号と、プレヒート基準信号との差分を
   増幅して生成されるプレヒート制御信号を出力する構成
   とされていることを特徴とするＸ線診断装置。