JPH1073544A - デュアルエネルギx線システム用の進歩した電源 - Google Patents

デュアルエネルギx線システム用の進歩した電源

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JPH1073544A
JPH1073544A JP9171873A JP17187397A JPH1073544A JP H1073544 A JPH1073544 A JP H1073544A JP 9171873 A JP9171873 A JP 9171873A JP 17187397 A JP17187397 A JP 17187397A JP H1073544 A JPH1073544 A JP H1073544A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周期的に変化する高電圧信号を発生するため
の電源を提供する。 【解決手段】 デュアルエネルギ型の荷物走査アセンブ
リ100は、CT走査装置120と、該CT走査装置を
通して品物を搬送するためのコンベアベルト110と、
CTスキャナのX線源128のための改善された電源と
を備えている。この電源は、デュアルエネルギビームを
発生させる。電源は、走査装置のX線管を、所定の変化
率で、高電圧レベルと低電圧レベルとの間で電力を供給
する。電源は、X線管に安定な高DC電圧を与えるため
の少なくとも1つの高電圧DC電源と;少なくとも1つ
の波形発生器を含んでいて、周期的な時変波形を発生す
るための手段と;変圧器を含んでいて、波形発生器をD
C電源に接続し、これにより、X線管のカソード及びア
ノードの前後の全電圧を、波形発生器が発生する周期的
な時変波形に応答して、所定の変化率で、高電圧レベル
と低電圧レベルとの間で周期的に変化させる接続手段と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、本件出願と同時に
出願され本件出願人に譲渡されている米国特許出願シリ
アルNo.08/671,716号(発明の名称:“Qu
adrature Transverse CT Detection System”)に関係す
るものであって、上記米国特許出願は、参考として本明
細書に組み込まれている。本発明は、一般的に、変調さ
れた電源に関する。より詳細には、本発明は、デュアル
エネルギ型X線装置に関連して使用することのできる、
改善された電源に関する。
【0002】
【従来の技術】物質の密度を測定するための一般的な技
術は、物質をX線に露呈して、該物質が吸収した放射線
量を測定することであり、上記吸収が、物質の密度を表
す。この周知の技術は、CTスキャナの如きX線装置で
使用されている。
【0003】単純な密度測定だけではなく、物質の化学
的な特性に関する追加の情報を与えるために、デュアル
エネルギX線源を用いる技術も知られている。デュアル
エネルギX線源を用いる上記技術は、X線の2つの異な
るエネルギレベルに関して、物質のX線吸収特性を測定
する工程を含んでおり、そのような測定値は、物質の密
度を表すことに加えて、物質の原子数も表す。X線CT
画像をエネルギ選択に再構成するためのデュアルエネル
ギX線技術は、例えば、Alvarez, Robin et al.の文献
(“Energy-selective Reconstructions in X-ray Comp
uterized Tomography”,Phy.Med.Biol.1976,Vol.
21,No.5,733−744)、及び、米国特許第5,132,
998号に記載されている。
【0004】そのようなデュアルエネルギ技術に関して
提案されている1つの用途は、荷物の中の爆薬すなわち
爆発物の存在を検知するための荷物スキャナに関するも
のである。周知のように、爆薬物質すなわち爆発物は、
一般的に、原子数が比較的大きいという特徴を有してお
り、従って、機械に組み込まれた上述のデュアルエネル
ギX線源によって敏感に検知することができる。便利な
X線荷物スキャナを設計するために、多大な努力が払わ
れてきた。そのような設計は、例えば、米国特許第4,
759,047号(Donges et al.);米国特許第4,
884,289号(Glockmann et al.);米国特許第
5,132,988号(Tsutsui et al.);米国特許
第5,182,764号(Peschmann et al.);米国特
許第5,247,561号(Kotowski);米国特許第
5,319,547号(Krug et al.);米国特許第
5,367,552号(Peschmann et al.);米国特許
第5,490,218号(Krug et al.);及び、ドイ
ツ特許公開公報DE31 50306A1(Heimann Gm
bH)に記載されている。
【0005】「変動ビーム」型システムと呼ぶことので
きる、デュアルエネルギX線源を用いた従来型の1つの
スキャナ装置は、第3世代のCTスキャナに回転フィル
タを追加することによって、構成されている。簡単に言
えば、第3世代のCTスキャナは、X線源と、検知器ア
レイ(行及び/又は列として配列された検知器群)とを
備えており、該検知器アレイは、環状のディスク又はプ
ラットフォームの直径方向に対向する側部にそれぞれ固
定されている。上記ディスクは、ガントリーサポートの
中で回転可能に取り付けられており、これにより、走査
の間に、上記ディスクは、回転軸線の周囲で連続的に回
転し、一方、X線源が発生するX線ビームは、ディスク
の開口の中に位置している対象物すなわち物体を通過し
て、検知器アレイに到達する。検知器アレイの各々の検
知器は、各々の測定間隔の間に走査された対象物の一部
の密度を表す出力信号を発生する。総ての測定間隔に関
して検知器アレイが発生した出力信号を総て集めること
は、「投影又は投影図」と呼ばれており、1つの投影図
を発生する間のディスクの角度方向の向き(及び、X線
源及び検知器アレイの対応する角度方向の向き)は、
「投影角」と呼ばれている。ディスクが、走査されてい
る対象物の周囲を回転すると、スキャナは、複数の対応
する投影角において、複数の投影図を発生し、総ての投
影角において集めた総てのデータを処理することによ
り、CTスキャナは対象物の再構成されたCT画像を生
成する。
【0006】変動ビーム型の装置すなわちシステムは、
X線源と走査されている対象物との間でX線源に近い方
(基端側)に設けられている回転フィルタを備えてい
る。この回転フィルタは、円形の金属製回転板として構
成することができ、該回転板の半分は、X線源が発生す
る実質的に総ての光子に対して比較的透過性を有するよ
うに、十分に薄く、また、上記回転板の残りの半分は、
低エネルギ光子を比較的大きな割合で吸収するように、
十分に厚く、また、X線源が発生する高エネルギ光子に
対して十分な透過性を有するように、十分に薄い。上記
金属板は、X線源が発生するビームの経路の中で回転
し、これにより、その回転サイクルの半分の間には、上
記金属板の薄い部分が、上記ビームの中に位置してい
て、X線源が発生する実質的に総ての光子は、金属板を
通過して走査されている対象物に向かって導かれ、その
回転サイクルの残りの半分の間には、金属板の厚い部分
が、上記ビームの中に位置していて、低エネルギ光子を
幾分吸収し、これにより、X線源が発生した高エネルギ
光子及び低エネルギ光子の一部だけが、金属板を通過し
て走査されている対象物に向かって導かれる。従って、
走査されている対象物に入射するビームのエネルギレベ
ルは、回転フィルタの回転周波数と共に交互に変動し、
1周期の半分におけるビームは、比較的少ない低エネル
ギ光子を含み、また、1周期の残り半分におけるビーム
は、比較的多い低エネルギ光子を含む。ビームのエネル
ギレベルを走査の間に上述のように交互に変動させるこ
とにより、装置は、2つの異なるエネルギレベルに関し
て、走査されている対象物のX線吸収特性を測定する。
金属板は、十分な周波数で回転し、これにより、CTス
キャナは、ディスクが360°にわたって一回転する間
に、2つのエネルギレベルの各々に関して複数の投影図
を発生する。また、スキャナは、ディスクが360°回
転する度毎に、2つの再構成されたCT画像を生成す
る。一方のCT画像は、低エネルギビームに応答して集
められたデータを用いて発生され、また、他方のCT画
像は、高エネルギビームに応答して集められたデータを
用いて発生される。理論的には、上記2つのCT画像を
比較することにより、原子数の大きな爆薬物質が発見さ
れるべきである。
【0007】実際には、変動ビーム型の装置には欠点が
あり、その理由は、ビームの2つのエネルギレベルが、
走査されている対象物の原子数を正確に分析するために
は、十分に異なっていないからである。上記タイプの装
置が発生するビームは、回転フィルタの位置に関係無
く、実質的に同じ数の高エネルギ光子を含んでおり、そ
のような異なるエネルギレベルの差は、十分に明確では
ない。
【0008】「デュアル検知器」型のスキャナ装置は、
デュアルエネルギX線源を用いる他の周知のタイプのス
キャナ装置を提供する。デュアル検知器タイプの装置
は、第3世代のCTスキャナに第2の検知器アレイを追
加することによって、構成されている。あるタイプのデ
ュアル検知器装置においては、X線源は、2つの異なる
X線ビーム(すなわち、高エネルギビーム及び低エネル
ギビーム)を発生する。この装置は、上記2つのビーム
の一方からの低エネルギ光子を大部分除去して高エネル
ギビームを発生する、フィルタを備えている。他方のろ
過されていないビームは、低エネルギビームである。上
記高エネルギビームは、一方の検知器アレイに向かって
導かれ、また、低エネルギビームは、他方の検知器アレ
イに向かって導かれる。これにより、2つの検知器アレ
イは、2つの異なるエネルギレベルに関して、走査され
ている対象物の吸収特性の測定値をそれぞれ発生する。
上記2つの検知器アレイは、互いに異なっており、検知
すべき特定のエネルギに対して変えられなければならな
い。このタイプの装置は、変動ビーム型の装置の欠点を
総て備えており、更に、そのような装置は、1つの検知
器アレイではなく2つの検知器アレイを有していること
から、検知装置全体が複雑になり、データを処理するた
めの極めて複雑なデータ収集システムが必要になるとい
う欠点も有している。
【0009】別のタイプのデュアル検知器スキャナ装置
においては、一方の検知器アレイは、低エネルギ光子を
吸収するように構成された低エネルギアレイであって、
高エネルギ光子に対して透過性を有しており、低エネル
ギレベルに関して、走査されている対象物の吸収特性の
測定値を与える。他方の検知器アレイは、高エネルギア
レイであって、上記低エネルギアレイの背後に設けられ
ており、これにより、上記低エネルギアレイを通過する
光子を妨害する。極めて少量の低エネルギ光子が、上記
高エネルギアレイに入射する(大部分の低エネルギ光子
は、上記高エネルギアレイに到達する前に、上記低エネ
ルギアレイによって吸収されるので)。従って、走査さ
れている対象物及び低エネルギアレイを通過する高エネ
ルギ光子は、上記高エネルギアレイに入射する。この高
エネルギアレイは、高エネルギレベルに関して、走査さ
れている対象物の吸収特性の測定値を与える。このタイ
プの装置は、また、上記2つの検知器アレイの間に設け
られるフィルタを備えることができる。このフィルタ
は、ビームが上記高エネルギ検知器アレイに妨害される
前に、第1のアレイを通過することのできる低エネルギ
光子をかなり多く吸収する。このタイプの装置は、検知
器アレイが過度に複雑であるので、欠点を有している。
【0010】X線源が発生する光子のエネルギスペクト
ルは、X線源に印加される電圧レベルの関数として変化
するので、デュアルエネルギX線技術を採用しようとす
る考えられる別の方法は、CTスキャナのX線源に変動
する電圧レベルを与えるための電源を使用しており、こ
れにより、X線源は、上記2つの異なるエネルギレベル
の間で、周期的に変化する。そのような電源は、2つの
電圧レベル(例えば、−160kV(キロボルト)及び
−100kV)の間で迅速に変化する周期的に変動する
電圧によって特徴づけられる出力信号を発生するのが好
ましく、これにより、十分に明確に異なるエネルギレベ
ルを有するX線ビームを発生させる。この電源は、十分
な周波数で、上記2つの電圧レベルの間で周期的に変化
し、これにより、ディスクが360°回転する間に、上
記2つのエネルギレベルの各々において複数の投影図を
発生させるのが理想的である。しかしながら、CTスキ
ャナに使用されるタイプのX線管に高電圧DC信号を与
えるために現在使用されている従来技術の高電圧電源
は、X線源にデュアルエネルギX線ビームを発生させる
ために必要な変化率で周期的に変化する電圧を発生させ
るようには、容易には変更することができない。電圧の
適正で周期的な変化率を達成することが困難な理由は、
高電圧DC電源は、一般的に、電圧倍率器としての一方
向整流器と、フィルタコンデンサとを用いており、この
フィルタコンデンサは、時間応答性に劣っているからで
ある。すなわち、電圧が急激に上昇すると、コンデンサ
が充電されるが、このコンデンサは、電圧が急激に低下
した時に、必ずしも迅速に放電するわけではない。従っ
て、減衰率は、主としてコンデンサによって制限され、
そのような減衰率は、一般的に、例えば、荷物スキャナ
の所望の切り換え速度に関して、遅すぎる。また、ある
高電圧から別の高電圧へ電圧を低下させるためには、大
量のエネルギを消散させる必要があるので、そのような
電源は、過剰な大量の電力を消費することになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の従来技術の問題を十分に減少させるかあるいは解消す
ることである。
【0012】本発明の他の目的は、比較的高い変化率で
2つの高電圧レベルの間で変化する周期的に変化する高
電圧信号を発生し、更に、ある変化率で、2つの異なる
強度レベルにおいてX線源を駆動する際に特に有用な、
改善された電源を提供することである。
【0013】更に、本発明の別の目的は、デュアルエネ
ルギX線ビームを発生するためのCTスキャナと共に使
用される改善された高電圧電源を提供することである。
【0014】更に、本発明の別の目的は、CT走査シス
テムを備える改善された荷物スキャナを提供することで
あって、上記CT走査システムは、周期的に変化する高
電圧を発生してこの高電圧を該システムのX線源に与え
るための高電圧電源を有しており、該X線源は、デュア
ルエネルギX線ビームを発生させる。
【0015】本発明の更に別の目的は、X線管に電力を
供給してデュアルエネルギX線ビームを発生させるため
の高電圧電源を提供することであり、該電源は、一方向
整流器及び貯蔵コンデンサを有する少なくとも1つのD
C電源を含んでいる。
【0016】本発明の更に別の目的は、CTスキャナの
X線源のアノード及びカソードの間に、比較的安定な変
調高電圧DC信号を与えて、X線源の出力ビームを高エ
ネルギ出力レベルと低エネルギ出力レベルとの間で切り
換えることである。
【0017】本発明の別の目的は、荷物スキャナに適し
た所望の変化率で、高エネルギレベルと低エネルギレベ
ルとの間で周期的に変化するX線ビームを発生させるた
めの要素を含む、デュアルエネルギ型の荷物スキャナを
提供することである。
【0018】本発明の更に別の目的は、適宜な変調率で
周期的に変化する電圧をX線源に与えて、デュアルエネ
ルギX線ビームを発生させ、これにより、改善されたデ
ュアルエネルギ型のスキャナを得られるようにする、改
善された電源の複合体を提供することである。
【0019】本発明の別の目的は、周期的に変化する比
較的速い変化率で、2つの高電圧レベルの間で変化する
高電圧出力を発生し、その際に、電力損失を殆ど又は全
く生じないような、高電圧電源を提供することである。
【0020】本発明の更に別の目的は、デュアルエネル
ギX線ビームの周期を回転ガントリーディスクの如き回
転プラットフォームの回転に同期させるための要素を含
む、荷物スキャナを提供することである。
【0021】本発明の更に別の目的は、荷物の如き品物
をCTスキャナを通して搬送するための要素を含むスキ
ャナを提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】上述の及び他の本発明の
目的は、デュアルエネルギX線ビームを発生させるタイ
プのX線源を励起するための改善された電源であって、
例えば、荷物スキャナに使用することのできる、改善さ
れた電源によって達成される。この電源は、安定な高D
C電圧を供給するための少なくとも1つの高電圧DC電
源と;波形発生器を含んでいて、周期的な時変波形を発
生させるための手段と;少なくとも1つの変圧器を含ん
でいて、上記波形発生器を上記高電圧DC電源に接続
し、これにより、変調電圧を所望の変調率で発生するた
めの接続手段とを備えており、上記変調電圧が上記X線
源に与えられると、該X線源は、所定の変化率で、上記
所望の高電圧レベルと低電圧レベルとの間でデュアルエ
ネルギX線ビームを発生する。
【0023】上記変圧器は、波形発生器の出力部と高電
圧DC電源の出力部との間に、DC絶縁を形成するのが
好ましい。変圧器は、波形発生器が相対的に低い電圧出
力を発生することができるように、昇圧変圧器であるの
が好ましい。この昇圧変圧器は、比較的速い時間応答性
を有しており、これにより、上記周期的に変化する電圧
を、所定の変化率で、両方の方向に容易に変化させるこ
とができる。上記変圧器を用いることにより、波形を発
生する各サイクルにおける電力損失は極めて少なく、そ
のような損失は、一般的に、変圧器の損失に実質的に限
定される。
【0024】本発明の別の態様によれば、本電源を用い
て、CTスキャナのX線源に電力を供給し、これによ
り、改善された荷物スキャナを提供することができる。
【0025】別の態様によれば、CTスキャナは、回転
ガントリーディスクの回転を波形発生器が発生する波形
の周期的な変化率に同期させるための要素を備えること
ができる。
【0026】本発明の更に別の態様によれば、X線源が
発生するX線ビームの中で回転するフィルタを用いて、
該回転フィルタを電源の変調率に同期させ、これによ
り、走査されている対象物すなわち物体を通過する高エ
ネルギビーム及び低エネルギビームの間の差を大きくす
ることができる。
【0027】更に別の態様によれば、変調電源及びCT
スキャナを、該スキャナを通して荷物を搬送するコンベ
アベルトを備える荷物走査アセンブリに用いることがで
きる。
【0028】本発明の別の目的及び利点は、本発明の最
善の態様を単に説明する目的で、幾つかの実施例を図示
し且つ説明している以下の詳細な記載を読むことによ
り、当業者には理解されよう。後に分かるように、本発
明は、他の異なる実施例とすることができ、その幾つか
の細部は、本発明から逸脱することなく、変更すること
ができる。従って、図面及び明細書の記載は、本質的に
例示的なものであって、制限的又は限定的なものではな
く、本発明の範囲は、請求の範囲に記載されている。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明の性質及び目的をより良く
理解するために、図面を参考にして以下の詳細な記載を
参照されたい。尚、図面においては、同じ参照符号を用
いて同じ又は同様な部品を示している。
【0030】図1乃至図3は、本発明に従って構成され
た走査アセンブリ100を示しており、この走査アセン
ブリは、荷物を走査して爆薬物質すなわち爆発物を検知
するように設計されている。アセンブリ100は、コン
ベア装置すなわち搬送装置110を備えており、このコ
ンベア装置は、荷物又は手荷物112を矢印114で示
す方向に搬送して、CT走査装置120の中央開口に通
す。コンベア装置110は、複数の独立したコンベア部
分122を備えた状態で示されているが、勿論、他の形
態のコンベア装置を用いることもできる。コンベア装置
は、荷物を担持するためのモータ被動ベルト(モータに
より駆動されるベルト)を備えている。CT走査装置1
20は、環状の回転プラットフォーム又は回転ディスク
124を備えており、該プラットフォーム又はディスク
は、回転軸線127(図3に示す)の周囲で回転するよ
うに、ガントリーサポート125の中に設けられてい
る。上記回転軸線127は、荷物112の移動方向に対
して平行であるのが好ましく、上記移動方向は、矢印1
14で示されている。ディスク124は、適宜な駆動機
構によって、回転軸線127の周囲で駆動され、上記駆
動機構は、例えば、ベルト116及びモータ被動装置
(モータによって駆動される装置)118とすることが
でき、また、本件出願人に譲渡されている米国特許第
5,473,657号(発行日:1995年12月5
日、発明者:Gilbert McKenna 、発明の名称:“X−ray
Tomographic Scanning System”)に示されている如き
他の適宜な駆動機構とすることもできる。回転ディスク
124は、中央開口126を形成しており、この中央開
口を通して、コンベア装置110が荷物112を搬送す
る。装置120は、X線管128と、検知器アレイ(行
又は列としてあるいは行及び列として配列されている検
知器)130とを備えており、X線管及び検知器アセン
ブリは、ディスク124の直径方向において対向する側
部に設けられている。検知器130は、上述の米国特許
出願に十分に説明されているタイプの二次元アレイ(二
次元的は配列)として配列されるのが好ましいが、装置
の設計条件及びその意図される特定の用途に応じて、他
の検知器の配列を用いることができる。装置120は、
更に、検知器アレイ130が発生した信号を受信してこ
れを処理するためのデータ収集システム134(図2及
び図3に示す)と、X線管制御装置136(図1及び図
2に示す)とを備えており、該X線管制御装置は、X線
管128に電力を与えたり該X線管の動作を制御して、
デュアルエネルギX線源を構成する。装置120は、ま
た、シールド138の如き適宜な遮蔽体を備えており、
該遮蔽体は、放射線がガントリー125を越えて伝播し
ないように、鉛から形成することができる。
【0031】作動の際には、X線管128は、所定の幾
何学的形状を有する円錐形の又は扇形のX線ビーム13
2(図3に最も良く示されている)を発生するのが好ま
しく、上記X線ビームは、撮像フィールドを通過し、こ
の撮像フィールドを通って、荷物112が搬送装置11
0によって搬送される。ビーム(光線)132は、検知
器アレイ130によって妨害され、該検知器アレイは、
ビームを通過する荷物112の部分の密度を表す信号を
発生する。ディスク124は、その回転軸線127の周
囲で回転し、これにより、荷物112がコンベア装置1
10によって中央開口126を通って連続的に且つ直線
的に搬送される際に、X線源128及び検知器アレイ1
30を荷物112周囲の円弧に沿って移動させて、複数
の投影角に対応した複数の投影図を発生する。走査装置
120は、周知の螺旋状空間再構成技術を用いて、ビー
ムを通過する荷物112を表す空間的なCT画像を発生
する。
【0032】後に詳細に説明するように、制御装置13
6は、出力信号を発生し、この出力信号は、比較的高い
変調速度(変調率)又は変化率f1 (例えば、200H
zと800Hzとの間)で、第1の高電圧レベルV1
(例えば、−160KV)と第2の高電圧レベル(例え
ば、−100KV)との間で周期的に変化する電圧によ
り特性を与えられる。この出力信号は、X線管128に
与えられる。X線管は、第1の高電圧レベルV1 に応答
して、相対的に高いエネルギビームを、また、第2の高
電圧レベルV2 に応答して、相対的に低いエネルギビー
ムを、ビーム132として発生する。これにより、ビー
ム132は、ディスク124が荷物112の周囲で回転
する際に、切り換え周波数f1 で、2つのエネルギレベ
ルの間で交互に変動する。高エネルギビームに応答して
検知器アレイ130が生成した投影図は、「高エネルギ
投影図」と呼ぶことができ、同様に、低エネルギビーム
に応答して検知器アレイ130が生成した投影図は、
「低エネルギ投影図」と呼ぶことができる。ビーム13
2のエネルギレベルは、f1 の高周波数で交互に変動す
るので、CT走査装置120は、ディスク124が36
0°回転する度毎に、複数の高エネルギ投影図及び複数
の低エネルギ投影図を発生する。
【0033】データ収集システム134は、検知器アレ
イ130が発生した総ての高エネルギ投影図及び低エネ
ルギ投影図を受け取り、他のプロセッサ又はコンピュー
タ(図示せず)と協働して、これら投影図から再構成さ
れた荷物112の空間的CT表示を生成する。ディスク
124が360°回転する度毎に、CT走査装置120
は、荷物112の空間的CT表示を2つ生成する。一方
の空間的CT表示は、高エネルギ投影図に応答して発生
されたものであり、他方の空間的CT表示は、低エネル
ギ投影図に応答して生成されたものである。次に、別の
処理要素又はコンピュータ(図示せず)が、上記2つの
空間的表示を分析して、走査された荷物が爆発物を保有
しているか否かを判定する。爆発物を保有していると疑
われたバッグは、コンベア装置110から自動的に取り
除くことができ、必要に応じて、再検査のために別の箇
所(図示せず)へ自動的に搬送する。あるいは、上記情
報は、関連するモニタ(図示せず)に適正に表示するこ
とも可能なので、及び/又は、適宜なアラーム(警報)
を設けることができる。
【0034】ビーム132のエネルギレベルは、ディス
ク124の回転速度よりもかなり大きい変調速度f1
変動するので、CT走査装置120は、ディスクが36
0°にわたって一回転する間に、2つの空間的表示を生
成する。あるいはまた、装置120は、エネルギレベル
がより低い周波数(例えば、ディスク124の回転周波
数に等しい周波数)で変動するように、ビーム132を
発生し、これにより、X線管128が、プラットフォー
ム124が完全に360°回転する間に、低エネルギビ
ームを発生し、その次にプラットフォーム124が36
0°回転する間に、高エネルギビームを発生するように
することができる。しかしながら、そのような実施例に
おいては、ディスク124は、荷物112の周囲で二回
転し、2つの別個のエネルギレベルに応答して、荷物の
空間的CT表示を2つ発生する。これに対応して、荷物
112は、比較的ゆっくりと装置120を通して搬送さ
れる。しかしながら、バッグを走査することのできる速
度は、荷物スキャナにとって重要な設計条件であるの
で、ビーム132のエネルギレベルが変動する変化率f
1 は、ディスク124の回転周波数よりも十分に大きい
のが好ましく、これにより、荷物112は、走査装置1
20を通して連続的に且つ迅速に搬送され、その間に、
装置120はプラットフォーム124が360°回転す
る度毎に、荷物の2つの別個の空間的CT表示荷物を発
生する。
【0035】好ましい実施例においては、ディスク12
4は、3分の2秒毎に360°回転し、検知器アレイ1
30のZ軸方向(回転軸線127に対して平行な方向)
の寸法は、15.5cmであり、コンベア装置110に
よって搬送される荷物112の線速度は、約0.131
m/秒に実質的に等しく、変化率f1 は、533Hzに
等しい。しかしながら、これらの寸法及び速度(変化
率)の選択の柔軟性は比較的高いことは、当業者には理
解されよう。上述の寸法及び変化率に関して、アセンブ
リ100は、1時間当たり約675個の荷物を走査する
ことができる。別の実施例においては、ディスク124
は、3分の2秒毎に360°回転し、検知器アレイのZ
軸方向の寸法は、23,256cmであり、荷物の線速
度は、0.175m/秒に実質的に等しく、f1 は、8
00Hzである。この実施例においては、アセンブリ1
00は、1時間当たり約900個の荷物を走査すること
ができる。
【0036】本発明によれば、X線管128をデュアル
エネルギX線源として制御するためのX線管制御装置1
36は、X線管のカソード(陰極)とアノード(陽極)
との間に安定した高いDC電圧を与えるための、少なく
とも1つの高電圧DC電源と、波形発生器の出力を上記
DC電源に接続し、これにより、上記カソード及びアノ
ードの前後の全電圧が、上記波形発生器の出力の関数と
しての所定の変化率で、所望の高電圧レベルと低電圧レ
ベルとの間で変調されるようにする、少なくとも1つの
変圧回路とを備えるのが好ましい。
【0037】本発明は、X線管のカソードとアノードと
の間に印加される電圧に関し、デュアルエネルギX線の
作動の利益は、上記X線ビームが、上記印加電圧に対応
するスペクトルまでの実質的に総てのエネルギの光子の
スペクトルを含むことを理解することによって、認識す
ることができる。本発明の目的は、X線ビームに「実効
電圧」の2つの値を生成することである。「実効電圧」
は、ビームの中の総ての光子に関するある種の平均値で
あると考えることができるが、そのような平均値は、真
に数学的な平均値ではない。その理由は、X線装置にお
いて検知されるスペクトルの形状は、印加電圧以外の多
くのファクタの関数であるからである。そのようなファ
クタは、「ヒール角(アノードの面における傾斜)」、
X線ビームがそこを通ってX線管から出る射出窓によっ
て表される固有ろ過、X線によって検査すべき減衰体の
厚さ及び性質、及び、X線検知器の感度のエネルギ依存
性のスペクトルを含む。一般的に、実効エネルギは、印
加電圧よりも十分に小さく、上述のファクタに応じて、
上記印加電圧の約40%から約70%の範囲にある。従
って、あるビームのエネルギを考える場合には、そのよ
うなエネルギは、個々の光子のスペクトルの実効エネル
ギを意味していることを理解する必要がある。
【0038】図4は、X線管128を制御するための制
御装置136の好ましい実施例のブロック図である。図
4に示す実施例においては、X線管128は、熱陰極型
であって、カソード140と、該カソード140を加熱
するためのフィラメント142と、水冷型の接地陽極1
44とを備えている。周知のように、そのようなX線管
においては、該X線管128が発生するX線ビームのエ
ネルギスペクトルは、アノードに対して相対的にカソー
ド140に印加された電圧の関数であり、一方、上記X
線管が発生するX線束は、カソード140からアノード
144へ流れる電子流の関数である。一方、上記電子流
は、カソード140の温度の関数である。図4に示すよ
うに、X線管128のカソード140のフィラメント1
42の温度を制御するためのカソード温度制御装置18
0が設けられている。この実施例においては、1つの高
電圧DC電源182が、カソードに接続されており、こ
れにより、安定で高いDC電圧が、1つの電源からX線
管のカソードに印加される。また、変圧回路184は、
DC電源182とシステムアースとの間に接続されるの
が好ましい。波形発生器186が、変調速度f1 を表す
信号を変圧回路184に与え、この信号に変圧回路が応
答することにより、電源182の安定なDC出力信号が
変化率f1 で変調される(すなわち、周期的に変動され
る)。従って、変圧回路184は、波形発生器186の
出力をDC電源の出力部に接続する役割を果たし、これ
により、波形発生器の出力の関数として与えられる変調
信号を用いて、DC電源の出力を変調することができ
る。波形発生器186は、f1 の関数として周期的に変
動する波形を発生し、上記f1 は、後に詳細に説明する
回転要素の角位置(回転方向の位置)の関数であるのが
好ましい。
【0039】図4の好ましい実施例が、図5に示されて
いる。図示のように、制御装置136は、カソード温度
制御装置180と、高電圧電源200とを備えており、
この高電圧電源は、高電圧DC電源182と、変圧回路
184とを含んでいる。上記電源は、波形発生器186
を含むものと考えることもできるが、図面においては、
波形発生器は、電源200とは別に示されている。後に
詳細に説明するように、電源200は、相対的に高い変
化率f1 で第1の高電圧レベルV1 と第2の高電圧レベ
ルV2 との間で変調される高電圧信号を発生し、この高
電圧変調信号をX線管128のアノード144に対して
相対的にカソード140に印加する。X線管128は、
上記第1の電圧レベルV1 に応答して高エネルギビーム
を発生し、また、第2の電圧レベルV2 に応答して低エ
ネルギビームを発生するので、電源200は、X線管1
28に印加される電圧を変動させることにより、上記ビ
ームのエネルギスペクトルを制御する。波形発生器18
6は、電源200が発生する高電圧信号の切り換え周波
数f1 を制御し、これにより、X線管128が高エネル
ギビーム及び低エネルギビームを発生する周波数を制御
する。カソード温度制御装置180は、加熱フィラメン
ト142を流れる電流を制御することにより、X線管1
28のカソード140の温度を制御し、これにより、X
線管128が発生するX線束を制御する。
【0040】図5をより詳細に説明すると、カソード温
度制御装置180は、電流感知抵抗器250と、増幅器
252と、高周波数パワーインバータ(逆変換装置)2
54と、変圧器256とを備えている。抵抗器250
は、変調回路184(ノードCにおいて)とシステムア
ースとの間で電気的に接続されている。抵抗器によって
感知された電流を表す抵抗器250の前後の電圧は、増
幅器252の入力部に印加される。この電圧は、カソー
ドとアノードとの間に印加される電圧に比較して、相対
的に小さく、従って、低エネルギビーム及び高エネルギ
ビームを発生させるために使用される電圧レベルに大き
な影響を与えない。増幅器252は、パワーインバータ
254に印加される出力信号を発生し、上記パワーイン
バータは、変圧器256の一次側に印加される出力信号
を発生する。変圧器256の二次側は、X線管128の
フィラメント142と並列に接続されており、上記二次
側の一方の端部は、ノードAに電気的に接続されてい
る。
【0041】作動の際に、電流感知抵抗器250の前後
の電圧は、カソード140からアノード144へ流れる
電子流を表し(抵抗器250を流れる電流は、カソード
140に流れる電流に等しいので)、上記電圧は、増幅
器252に印加される。この増幅器は、抵抗器250の
前後の電圧を表す出力信号を発生し、この信号を高周波
パワーインバータ254に与える。この高周波パワーイ
ンバータは、上記信号からAC信号を発生し、このAC
信号の振幅は、抵抗器250の前後の電圧を表す。この
AC信号は、変圧器256の一次巻線に与えられ、変圧
器256の二次巻線が、上記AC信号から、フィラメン
ト142に与えられるAC信号を発生する。
【0042】カソード温度制御装置180は、カソード
140からアノード144へ流れる電子流の関数に従っ
て、カソード140の温度を制御する。増幅器252の
ゲイン(利得)は、抵抗器250の前後の電圧の減少に
応答してカソード140の温度を上昇させ、また、抵抗
器250の前後の電圧の増大に応答してカソード140
の温度を低下させるように、選択されるのが好ましく、
これにより、カソード140の温度の平均値を実質的に
一定の温度に維持する。
【0043】高電圧DC電源182は、図5に示すよう
に、コンデンサ(キャパシタ)212を備えており、こ
のコンデンサは、X線管128のカソード140と変圧
回路184との間に接続されている。安定で高いDC出
力電圧V3 が、コンデンサ212の前後に与えられ、従
って、X線管128のカソードに与えられる。図5の好
ましい具体例においては、上記高いDC電圧V3 は、−
130kVに等しい。DC電源182は、また、コンデ
ンサ212の前後にDC電圧を与えるための電圧倍率器
として機能する高電圧整流器210と、該整流器210
の入力部に接続された出力部を有する高周波パワーイン
バータ218と、フィードバック機構に接続された定電
圧増幅器216とを備えており、上記フィードバック機
構は、コンデンサ212の前後の電圧を感知して上記イ
ンバータ218にフィードバック信号を与える。定電圧
増幅器216は、反転入力部を有する差動増幅器である
のが好ましく、上記反転入力部は、(1)抵抗器214
を介して、X線管128のカソード142とコンデンサ
212との間のノードAに接続されており、また、
(2)抵抗器220を介して、システムアースに接続さ
れている。増幅器216の非反転入力部は、抵抗器22
2を介して、コンデンサ212と変圧回路184との間
のノードBに接続されている。これらの要素は、中程度
の高い電圧レベル(中間電圧レベル)V3 (例えば、−
130kV)である安定で高いDC電圧信号をコンデン
サ212の前後に発生する、高電圧DC電源を必然的に
形成する。このDC電源182は、本件出願人が製造し
ているCTスキャナであるAnatom2000に使用
されているDC電源と同様である。
【0044】作動の際に、整流器210は、コンデンサ
212の前後に高い電圧を発生し、抵抗器214、22
0、222、224、増幅器216、及び、パワーイン
バータ218は、整流器210が発生する高い電圧を安
定化するための制御ループを形成して、コンデンサ21
2の前後の電圧を上記中間電圧レベルV3 に等しい値に
維持する。増幅器216は、コンデンサ212の前後に
印加される整流器210の出力電圧を表す低電圧出力信
号を該出力電圧の関数として発生する。増幅器216
は、上記信号をパワーインバータ218に与え、該パワ
ーインバータは、整流器210に与えられる高周波振動
信号を発生する。従って、抵抗器214、220、22
2、224、増幅器216、及び、パワーインバータ2
18は協働して、コンデンサ212の前後の電圧レベル
を感知すると共に、パワーインバータ218が整流器2
10に与える信号の振幅を調節し、コンデンサ212の
前後の電圧レベルを中間電圧レベルV3 に等しくなるよ
うに維持して安定化させる。
【0045】電源200の変圧回路184は、低電圧電
力増幅器230と、変圧器232と、コンデンサ234
と、フィードバックコンデンサ236とを備えており、
これらの要素は、高電圧AC電源を構成する。このAC
電源は、DC電源182のコンデンサ212とカソード
温度制御装置180の抵抗器250との間に接続されて
いて、ノードBとノードCとの間にAC電圧を確立す
る。このAC電圧は、正の電圧レベル+VAC(例えば、
+30kV)と負の電圧レベル−VAC(例えば、−30
kV)との間で周期的に変化するのが好ましい。より詳
細に言えば、増幅器230の出力部は、変圧器232の
一次巻線の一方の端部に接続されるのが好ましく、上記
変圧器の他方の端部は、システムアースに接続されてい
る。変圧器232の二次巻線は、コンデンサ234の両
端部に接続されている。上記変圧器を用いて、増幅器2
30の電圧出力を増大させることができ、これにより、
増幅器230を低電圧のAC電力増幅器にすることがで
きる。この低電圧AC電力増幅器は、高電圧AC増幅器
よりも設計及び製作が容易である。例えば、電力増幅器
230は、+1kVと−1kVとの間で変化するAC電
圧を発生するように設計することができる。二次巻線と
一次巻線との巻数比は、30:1とすることができ、こ
れにより、ノードB及びCの間に発生する電圧は、必要
とされる+30kVと−30kVとの間で変化する。
【0046】増幅器230への入力は、波形発生器18
6によって発生される。この波形発生器は、時変周期パ
ルス(時間的に変化する周期的パルス)、すなわち、デ
ィスク214の位置を表し且つ変化率f1 で変化するの
が好ましい信号を発生し、これにより、後に詳細に説明
するように、周波数f1 は、ディスク124の回転と同
期する。
【0047】従って、作動の際には、波形発生器186
によって発生されて電力増幅器230に与えられる周期
的な時変入力信号は、f1 の切り換え周波数によって特
徴づけられる相対的に低い電圧信号である。上記信号に
応答して、増幅器230は、同じ周期的な変化率f1
よって特徴づけられる低電圧AC信号を発生して、この
信号を変圧器232の一次側に与える。変圧器232
は、その一次側に与えられる信号の電圧を上昇させ、こ
れにより、変圧器232の二次側は、これも周期的な変
化率f1 によって特徴づけられる高電圧AC信号を発生
する。フィードバックコンデンサ236は、DC成分
(直流成分)を効果的に阻止して、ノードBにおけるA
C電圧レベルを表す低電圧AC信号を発生し、この低電
圧AC信号を電力増幅器230の制御端子に与える。電
力増幅器230は、その制御端子に与えられる信号の関
数としてそのゲインを調節し、これにより、コンデンサ
234の前後に与えられるAC電圧のレベルを安定化さ
せて±VACにする。
【0048】コンデンサ234は、変圧器232の二次
巻線によって与えられるインダクタンスで作動するよう
に選択するのが好ましく、これにより、コンデンサ23
4及び変圧器の二次巻線は、周波数f1 で共鳴する共鳴
LC回路(共鳴インダクタンス回路)を形成する。後に
詳細に説明するように、電源200の好ましい実施例に
おいては、変化率f1 は、比較的小さな許容変動範囲を
有しており、コンデンサ234を用いて変圧器232の
二次巻線との共鳴回路を形成することにより、電源20
0の効率を改善することができる。電源の幾つかの実施
例においては、コンデンサ234は、可変コンデンサで
あるのが望ましく、これにより、コンデンサを調節して
所望の周波数f1 を選択することができる。
【0049】フィードバックコンデンサ236は、図示
のような単一のコンデンサとするか、あるいは、他の幾
つかの態様の中のいずれかの態様として構成することが
できる。例えば、コンデンサ236は、2つの直列コン
デンサ、第1の高電圧コンデンサ(すなわち、高い電圧
に対して絶縁されているコンデンサ)、及び、低電圧コ
ンデンサである第2のコンデンサによって形成される分
圧器として構成することができる。上記第1のコンデン
サは、ノードBと第2のコンデンサとの間に接続されて
おり、また、上記第2のコンデンサは、上記第1のコン
デンサと電力増幅器230の制御端子との間に接続され
ている。別の実施例においては、ノードCと増幅器23
0の別の制御端子(図示せず)との間に接続された第2
のフィードバックコンデンサ(図示せず)を設け、これ
により、増幅器230が両方のノードB及びCからフィ
ードバック信号を受信するようにすることも望ましい。
この好ましい構成は、図6のブロック図に示されてい
る。図7は、図6の実施例の詳細を一部ブロック図でま
た一部概略図で示している。
【0050】整流器210は、コンデンサ212の前後
に、中間DC電圧レベル(中程度のDC電圧レベル)を
発生し、また、変圧器232は、ノードB及びCの間
に、+VACと−VACとの間で変化するAC信号を発生す
るので、電源200は、変化率f1 でV1 とV2 との間
で変調される電圧によって特徴づけられる変調信号を、
ノードA及びCの間に発生させる。ここにおいて、V1
は、(V3 −VAC)に等しく(例えば、−160kV=
−130kV−30kV)、また、V2 は、(V3 +V
AC)に等しい(例えば、−100kV=−130kV+
30kV)。装置136の別の実施例においては、DC
電源182及び変圧回路184の相対的な位置を逆転さ
せて、変圧回路184をカソード140とDC電源18
2との間に接続し、また、DC電源182を変圧回路1
84と温度制御装置180の抵抗器250との間に接続
することができることは、当業者には理解されよう。
【0051】変圧器232を用いることにより、電源2
00のAC部分の製作が簡単になる。その理由は、変圧
器232及びコンデンサ234、236だけが、高電圧
に対して絶縁されるからである。増幅器230及び周波
数制御装置204の如き、AC電圧を発生させるために
使用される他の総ての要素は、システムアースを基準と
していて、低電圧で作動する。変圧器232を省略し、
制御装置136を通常の切り換え型の電源を含むように
設計した場合には、電源200のAC部分の総ての要素
は、必然的に、アースではなく中間電圧レベルV3 を基
準とする高価な高電圧要素になってしまう。変圧器23
2を使用することは、また、電源200がV1 とV2
の間で変調される電圧を発生することを効果的に許容
し、比較的少ない電力量を消費する。そのような変調電
圧(変調される電圧)を供給するための電源を一方向整
流器を用いて構成した場合には、そのような電源は、電
圧を高電圧V1 から低電圧V2 へ低下させる度毎に、必
然的に、大量のエネルギを放散しなければならないこと
になる。変圧器232を介して伝送される平均電力は、
ゼロ(比較的小さい変圧器の損失を除いて)であるの
で、電源200は、効率的に変調電圧を発生し、過剰な
エネルギを消費しない。
【0052】ノードAは、X線管128のカソード14
0に接続されており、ノードAにおける高電圧は、電子
流をカソード140からアノード144へ流し、アノー
ド144の表面に衝突する電子は、X線を発生させる。
上述のように、X線管128は、V1 に応答して、相対
的に高エネルギのX線ビームを発生し、また、V2 に応
答して、比較的低エネルギのX線ビームを発生する。従
って、電源200は、X線管128と協働して、変化率
1 で2つのエネルギレベルの間で周期的に変動するデ
ュアルエネルギX線ビームを発生する。
【0053】波形発生器186によって発生されて増幅
器230に与えられるAC信号は、任意のタイプの周期
的な時変信号とすることができ、例えば、方形又は台形
の波形を有するパルス列、あるいは、正弦波信号の如き
連続的に変化する信号とすることができる。AC信号を
方形の波形とし、変圧回路184及び波形発生器186
を方形の波形に関して設計するのが理想的である。ま
た、AC信号は、対称波形であるのが好ましい。すなわ
ち、AC信号は、ゼロの平均DC信号をもたらすのが好
ましい。更に、波形発生器186が発生するAC信号
は、変圧回路184によって増幅されるので、波形発生
器186は、低電圧AC信号を発生することができる。
【0054】図1乃至図3に示す好ましいデュアルエネ
ルギ型荷物スキャナに関しては、走査されている荷物を
通過する高エネルギビーム及び低エネルギビームのエネ
ルギレベルの間のディスパリティ(不平衡)を更に高め
るために、図5に示すように、波形発生器186は、フ
ィルタ(濾波器)262を回転させるためのモータ26
0と、回転シャフトエンコーダ264と、デジタル/ア
ナログコンバータ268とを備えるのが好ましい。フィ
ルタ262は、X線管128が発生するビームの中で回
転するようにX線管128の基端側に設けられた平坦な
ディスクであるのが好ましい。回転シャフトエンコーダ
264は、フィルタ262の角位置を感知して、該角位
置を表すデジタル信号を発生し、該デジタル信号をデジ
タル/アナログコンバータ268に与える。このデジタ
ル/アナログコンバータは、エンコーダ264が発生す
るデジタル信号を表すアナログ信号を発生し、該アナロ
グ信号を電源200の増幅器230に与える。
【0055】図示の実施例においては、フィルタ262
は、平坦な金属ディスクであって、この金属ディスク
は、同じ寸法の6つの「パイ型」の部分(部分円弧状部
分すなわちセグメント)に分割されているが、そのよう
なセグメントの数は変えることができる。上記セグメン
トの中の3つのセグメント270は、密度の高い材料か
ら成る比較的厚いシート(例えば、0.6mmの銅板)
から形成されており、これらシートは、X線管128が
発生する低エネルギ光子の一部を吸収するように、十分
に厚く、また、X線管128が発生する高エネルギ光子
の実質的に総てを透過させるように、十分に薄い。残り
の3つのセグメント272は、軽い材料から成る比較的
薄いシート(例えば、0.1mmのアルミニウム板)か
ら形成されていて、セグメント270よりも十分に薄
く、これにより、セグメント272は、X線管128が
発生する低エネルギ光子を高い割合で透過する。セグメ
ント270、272は、交互に設けられていて、各々の
厚いセグメント270が、薄いセグメント272の2つ
に隣接するか、あるいは、各々の薄いセグメント272
が、厚いセグメントの2つに隣接するようになってい
る。
【0056】作動の際に、フィルタ262は、モータ2
60の制御下で回転し、アナログ/デジタルコンバータ
268は、フィルタ262の角度的な向きを表し、特
に、セグメント270又はセグメント272がビーム1
24の中に位置しているか否かを表す、周期的に変動す
るアナログ信号を発生する。図示の実施例においては、
コンバータ268は、周波数f1 によって特徴づけられ
る正弦波信号を発生する。ここにおいて、f1 は、フィ
ルタ262の回転周波数の三倍に等しい。上述のよう
に、コンバータ268により発生されて増幅器230に
与えられる信号の変化率又は周波数f1 は、X線ビーム
が高エネルギレベルと低エネルギレベルとの間で変化す
る周期的な変化率を制御する。コンバータ268が発生
する信号は、フィルタ262の回転と同期されるので、
波形発生器186は、2つのエネルギレベルの間でのX
線ビームの周期的な変化率をフィルタ262の回転と確
実に同期させる。
【0057】図示の実施例においては、フィルタ262
は、X線ビームが振動する度毎に、120°回転するの
が好ましく、フィルタ262の初期位置は、X線管12
8が高エネルギビームを発生する時(すなわち、ノード
Aとシステムアースとの間の電圧レベルがV1 に等しい
時)に、厚いセグメント270の1つがX線管128と
荷物112(図1に示す)との間に位置し、また、X線
管128が低エネルギビームを発生する時(すなわち、
ノードAとシステムアースとの間の電圧レベルがV2
等しい時)に、薄いセグメント272の1つが上記ビー
ムの中に位置するように、調節される。従って、フィル
タ262は、高エネルギビームから低エネルギ光子の一
部を除去し、また、フィルタ262は、低エネルギビー
ムからの低エネルギ光子を殆ど除去しない。従って、フ
ィルタ262は、X線管128が発生する高エネルギビ
ーム及び低エネルギビームのエネルギレベルの間のディ
スパリティを高めるように作用する。
【0058】好ましい実施例においては、フィルタ26
2の回転は(従って、X線ビームの振動も)、荷物スキ
ャナ(図1乃至図3に示す)の回転ディスク124の回
転に同期され、これにより、X線ビームは、ディスク1
24が360°回転する度毎に、高エネルギレベルと低
エネルギレベルとの間で周期的に変化して、N回だけ高
エネルギレベルに戻る(波形の1サイクルすなわち1周
期)。Nは、整数である。好ましい実施例においては、
Nは、600であるが、この数を変えることができるこ
とは明らかである。これにより、ディスク124が36
0°回転する度毎に、N回の低エネルギ投影及びN回の
高エネルギ投影が行われることは理解されよう。回転デ
ィスク124及びフィルタ262の同期は、一般的に
「グラティキュール(十字線)」と呼ばれているCTス
キャナの周知の手段を用いて行うことができ、これによ
り、モータ260の速度を制御するモータ制御装置28
0の動作を制御する。図5に参照符号282でその全体
が示されているそのような検知装置の一つが、本件出願
人に譲渡されている米国特許第5,432,339号
(発明者:Bernard M.Gordon,Douglas Abraham,David
Winston and Paul Wagoner、発明の名称:“Apparatus
for and Method of Measuring Geometric,Positional
and Kinematic Parameters of a Rotating Device Hav
ing a Pluralityof Interval Markers ”、発行日:1
995年7月11日)に図示され且つ説明されている。
回転ディスク124は、比較的大きくて重い装置である
ので、ディスク124の回転周波数を常に一定に維持す
ることは困難である。X線ビームの周期的な変化率f1
をディスク124の回転に同期させることにより、X線
ビームは、プラットフォーム124が360°回転する
度毎に、同じ回数だけ上記2つのエネルギレベルの間で
周期的に変化する。これにより、走査の間にプラットフ
ォーム124の回転周波数がゆっくり変化する場合で
も、プラットフォーム124が360°回転する度毎
に、同じ数の高エネルギ投影及び低エネルギ投影が行わ
れる。プラットフォーム124の回転周波数は、一般的
に一定ではなく、比較的狭い範囲で変化するので、ビー
ム134の変化率f1 も一定ではなく、これも、対応す
る狭い範囲で変化する。また、センサ282の出力を用
いてスキャナを通る荷物112の線速度を制御すること
もできる。この制御は、例えば、モータにより駆動され
るコンベア装置を制御するモータ制御装置(図示せず)
に入力を与えて、これにより、コンベア装置の線速度が
ディスク124の回転速度に同期されて最大化されるよ
うにすることによって、行うことができる。
【0059】従って、波形発生器186は、以下の幾つ
かの機能を果たすのが好ましい。すなわち、(1)周期
的な変化率f1 をX線ビーム132の高エネルギレベル
と低エネルギレベルとの間で制御する機能;(2)高エ
ネルギ状態と低エネルギ状態との間のビームの変化率を
ディスク124の回転に同期させる機能;及び、(3)
高エネルギ状態と低エネルギ状態との間のビーム132
の周期的な変化率をフィルタ262の回転に同期させる
機能を果たすのが好ましい。ビーム132の周期的な変
化率をディスク124の回転に同期させることにより、
ディスク124が360°回転する度毎に、同じ数の高
エネルギ投影及び低エネルギ投影が行われる(すなわ
ち、同じ数の高エネルギ投影図及び低エネルギ投影図が
発生される)。プラットフォーム124が360°回転
する度毎に、同じ数の高エネルギ投影図及び低エネルギ
投影図を発生させることが望ましいことが当業者には理
解されようが、本発明の別の実施例においては、波形発
生器186は、ビーム132の周期的な変化率をディス
ク124の回転に同期させる必要はない。電源200及
びX線管128は協働して、2つのエネルギレベルの間
で周期的に変化するデュアルエネルギX線ビームを発生
し、上記回転フィルタ262は、荷物に入射するビーム
のエネルギレベルの間のディスパリティを高めるように
作用する。しかしながら、本発明の別の実施例において
は、回転フィルタ262は省略することができる。更に
別の実施例においては、別の構成のフィルタ262(例
えば、6個よりも多いのあるいは少ないセグメントを有
する)を用いて、例えば、ディスクの各回転毎の高エネ
ルギ投影及び低エネルギ投影の数を増減することができ
る。
【0060】図4及び図5に示す実施例の代替例である
好ましい実施例が、図8及び図9に示されている。図8
においては、2つの安定した高電圧DC電源182A、
182Bを用いて、2つの高いDC電圧をX線管128
のカソード142及びアノード144にそれぞれ与えて
おり、また、変圧回路184Aが、波形発生器186を
DC電源182A、182Bに接続している。これによ
り、AC切り換え電圧が、各々のDC電源とシステムア
ースとの間に与えられる。この好ましい実施例の例にお
いては、DC電源182A、182Bは、カソード14
2に−65kVを、また、アノード144に+65kV
をそれぞれ与え、これにより、カソード及びアノードの
前後の全DCバイアス電圧V3 は、130kVである。
この実施例においては、変圧回路は、カソード及びアノ
ードの各々に−15kV及び+15kVの変調電圧を与
えるだけで、カソード及びアノードの前後に所望のV1
(−160kV)及びV2 (−100kV)を達成し
て、高エネルギビーム及び低エネルギビームをそれぞれ
発生することができる。
【0061】図8の実施例の1つの好ましい構成が、図
9に詳細に図示されている。図9において、カソード温
度制御装置180及び波形発生器186は、図5の対応
する部品と機能的には同じである。高電圧DC電源18
2A、182Bは、図5に示す電源182と同様である
が、これら高電圧DC電源は各々、それぞれのコンデン
サ212A(ノードA′とノードB′との間の)、及
び、コンデンサ212B(ノードA″ノードB″との間
の)の前後に、−65kV及び+65kVの安定なDC
電圧をそれぞれ与えるように設計されている点が異なっ
ている。従って、フィードバック増幅器216Bの反転
出力部及び非反転出力部に対する接続部は、フィードバ
ック増幅器216Aに関して図示したものとは逆転して
いる。その理由は、DC電圧の極性が逆転しているから
である。
【0062】変圧回路184Aも、図示のように変形さ
れるのが好ましい。より詳細に言えば、2つの変圧器2
34A、234Bが設けられており、一方の変圧器は、
カソード142に変調電圧を与え、他方の変圧器は、ア
ノードに変調電圧を与える。増幅器230の出力が、変
圧器234A、234Bの両方の一次巻線に与えられ
て、これら一次巻線を励起する。変圧器234A、23
4Bのそれぞれの二次巻線は、コンデンサ234A、2
34Bに接続されていて、周期的な変化率f1 に各々同
調されている2つの別個のLC回路を形成している。カ
ソード142及びアノード144の前後に、−160k
V及び−100kVの間で変調する電圧を与える必要が
ある場合には、±15kVの切り換え電圧の間で変化す
るAC変調信号を、2つのノードB′、C′及び2つの
ノードB″及びC″の前後に与える必要がある。増幅器
230の出力が+1kVである場合には、各々の変圧器
232A、232Bの二次巻線及び一次巻線の間の巻数
比は、適正な電圧増倍を行うためには、15:1で良
い。また、変圧器232Bの一次巻線は、変圧器232
Aの一次巻線の反対側にあって、これにより、2つのA
C信号は、180°だけ位相がずれている。DC電源1
82A、182Bは、X線管140のカソード142及
びアノード144の間に、安定な−130kVのバイア
ス電圧を与え、一方、ノードB′及びC′の間、及び、
ノードB″及びC″の間に発生する2つのAC信号は、
±30kVの変調電圧を発生することは理解されよう。
図5に示す実施例と同様に、変圧回路184A、及び、
DC電源182A、182Bの相対的な位置は、勿論逆
転させることができる。
【0063】図5、図7及び図9の実施例によって示さ
れる本発明のデュアルエネルギ電源は、明らかな利点を
もたらす。変圧回路184、184Aは、必要とされる
全電力レベルよりも低い電力レベルの電圧出力を与え
る。一般的に、低い電力レベルを変調することの方が容
易である。第2に、各々の変圧回路は、実行することが
容易なように、アース又はアース付近に取り付けられて
いる。変圧器232、232A、232Bは、波形発生
器を含む装置の残りの部分からX線管に供給される電力
レベルを絶縁するための装置を提供する。また、変圧器
は、高電圧DC電源の高電圧整流器210、210A、
210Bの場合よりも、周期的に変化する信号に対して
良好な時間応答性をもたらす。上記変圧器は、更に、上
記電源が変調電圧を効率的に発生することを可能にする
と同時に、比較的少ない電力量を消費する。
【0064】変圧器232、232A、232Bは、更
に、増幅器230の出力を増倍するための手段も提供
し、これにより、例えば、通常のFET(電界効果トラ
ンジスタ)で増幅器230を低電圧電力増幅器として設
計することを容易にし、一般的に高電圧電力増幅器に使
用される電力増幅管の必要性を排除する。
【0065】図4乃至図9に示す実施例の他の代替例で
ある好ましい実施例が、図10に示されている。この実
施例においては、上述のように、安定な高電圧DC電源
182が、X線管128のカソード142に接続されて
いて、該カソードに高いDC電圧を与えている。しかし
ながら、変圧回路184は、アノードとシステムアース
との間に接続されており、これにより、AC切り換え電
圧がアノードに与えられている。変圧回路184は、波
形発生器186をアノードに接続しており、これによ
り、AC切り換え電圧が、アノードとシステムアースと
の間に与えられる。この好ましい実施例の例において
は、DC電源182は、カソード142に−130kV
を与え、AC切り換え電圧が、+30kVと−30kV
との間で変調する。これにより、それぞれ−100kV
及び−160kVの望ましい第1及び第2の電圧レベル
が生ずる。
【0066】第3世代のCTスキャナに関して本発明を
以上に説明したが、本発明は、例えば、第4世代のCT
スキャナを含む他のタイプのX線機器と共に使用するこ
ともできることは、当業者には理解されよう。また、手
荷物を走査するのに有用であるとして、スキャナを説明
したが、本装置は、パッケージ(小包)又は郵便物の如
き他の対象物を大量に走査するためにも使用することが
できる。
【0067】従って、比較的大きな変化率で2つの高電
圧レベルの間で変化する周期的に変化する高電圧信号を
発生するための、改善された電源が提供され、この電源
は、X線源を、2つの異なる強度レベルである変化率に
おいて励起するのに特に有用である。この改善された高
電圧電源は、CTスキャナと共に用いて、デュアルエネ
ルギX線ビームを発生させるのに特に有用であり、改善
された荷物スキャナを提供するために使用することがで
きる。この高電圧電源は、比較的迅速な周期的に変動す
る変化率において、2つの高電圧レベルのまで変化する
高い電圧出力を発生し、その際の電力損失は殆ど又は全
くない。荷物スキャナは、デュアルエネルギX線ビーム
の周期を回転ガントリーディスクの如き回転プラットフ
ォームの回転に同期させるための要素を備えている。こ
のスキャナは、荷物の如き物品をCTスキャナを通して
搬送するための要素を備えている。
【0068】本発明の範囲から逸脱することなく、上述
の装置にはある種の変更を加えることができるので、上
の記載に含まれる総ての事項あるいは図面に示される総
ての事項は、例示的なものと解釈されるべきであって、
限定的なものと理解してはならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成されたデュアルエネルギ型
の荷物走査アセンブリの斜視図である。
【図2】図1に示すアセンブリの端部断面図である。
【図3】図1に示すアセンブリの半径方向の断面図であ
る。
【図4】本発明に従って構成された、図1に示すアセン
ブリの電源及びX線管の好ましい実施例のブロック図で
ある。
【図5】図4の実施例の詳細を一部ブロック図でまた一
部概略図で示している。
【図6】本発明に従って構成された、図1に示すアセン
ブリの電源及びX線管の第2の好ましい実施例のブロッ
ク図である。
【図7】図6の実施例の詳細を一部ブロック図でまた一
部概略図で示している。
【図8】本発明に従って構成された、図1に示すアセン
ブリの電源及びX線管の第3の好ましい実施例のブロッ
ク図である。
【図9】図8の実施例の詳細を一部ブロック図でまた一
部概略図で示している。
【図10】本発明に従って構成された、図1に示すアセ
ンブリの電源及びX線管の第4の好ましい実施例のブロ
ック図である。
【符号の説明】
100 走査アセンブリ 110 搬送装置(コンベアベルト) 120 CT走査装置(CTスキャナ) 124 回転ディスク 125 ガントリーサポート 128 X線管 130 検知器アレイ 132 ビーム 136 X線管制御装置 140 カソード 144 アノード 180 カソード温度制御装置 182 DC電源 184 変圧回路 186 波形発生器 200 高電圧電源 210 整流器 212 コンデンサ 216 増幅器 218 インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス ウィードン アメリカ合衆国.01970 マサチューセッ ツ,セイラム,ダニエルズ ストリート コート 1エー (72)発明者 イオセフ イズライリト アメリカ合衆国.02158 マサチューセッ ツ,ニュートン,ウェイヴァリイ アヴェ ニュー 225 (72)発明者 ティモシイ アール.フォックス アメリカ合衆国.60630 イリノイズ,シ カゴ,ウエスト バルモラル 5064 (72)発明者 ジョン エフ.ムーア アメリカ合衆国.60048 イリノイズ,リ バティヴィル,アイヴィ レーン 28328

Claims (49)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カソード及びアノードを有するX線管
    を、所定の変化率で、高電圧レベル及び低電圧レベルに
    おいて交互に電力を供給して、前記X線管にデュアルエ
    ネルギX線ビームを発生させる際に使用される電源であ
    って、 安定な高DC電圧を前記X線管に与えるための少なくと
    も1つの高電圧DC電源と、 少なくとも1つの波形発生器を含んでいて、周期的な時
    変波形を供給するための手段と、 変圧器を含んでいて、前記波形発生器を前記DC電源に
    接続するための接続手段とを備えており、これにより、
    前記X線管の前記カソード及びアノードの前後の全電圧
    が、前記波形発生器によって与えられる前記周期的な時
    変波形に応答して、所定の変化率で高電圧レベルと低電
    圧レベルとの間で周期的に変化するように構成されたこ
    とを特徴とする電源。
  2. 【請求項2】 請求項1の電源において、前記波形発生
    器は、前記変圧器を介して前記高電圧DC電源に接続さ
    れており、これにより、前記変圧器は、前記波形発生器
    と前記DC電源との間にDC絶縁を形成していることを
    特徴とする電源。
  3. 【請求項3】 請求項2の電源において、前記接続手段
    は、前記波形発生器によって与えられる前記周期的な時
    変波形に応答して、前記X線管のカソードと前記高電圧
    電源の前記安定な高電圧DC出力との間の前記変圧器の
    少なくとも1つの出力部の前後に、周期的な時変電圧を
    与え、前記高電圧DC電源は、前記変圧器と前記システ
    ムアースとの間に、前記安定な高DC電圧を与えるるこ
    とを特徴とする電源。
  4. 【請求項4】 請求項2の電源において、前記接続手段
    は、前記波形発生器によって与えられる前記周期的な時
    変波形に応答して、前記X線管の前記アノードとシステ
    ムアースとの間の前記変圧器の少なくとも1つの出力部
    の前後に、周期的な時変電圧を与え、前記高電圧DC電
    源は、前記X線管のカソードと前記システムアースとの
    間に、前記安定な高DC電圧を与えることを特徴とする
    電源。
  5. 【請求項5】 請求項2の電源において、前記高電圧D
    C電源は、前記X線管のカソードと前記変圧器との間
    に、前記安定な高DC電圧を与え、前記接続手段は、前
    記波形発生器によって与えられる前記周期的な時変波形
    に応答して、前記高DC電圧と前記システムアースとの
    間の前記変圧器の少なくとも1つの出力部の前後に、周
    期的な時変電圧を与えることを特徴とする電源。
  6. 【請求項6】 請求項2の電源において、前記接続手段
    は、前記波形発生器によって与えられる前記周期的な時
    変波形に応答して、所定の変化率で周期的に変化する電
    圧出力信号を供給する、低電圧電力増幅器を含んでお
    り、前記変圧器は、前記電力増幅器の前記電圧出力信号
    の大きさを増倍するための手段を含んでいることを特徴
    とする電源。
  7. 【請求項7】 請求項6の電源において、前記変圧器は
    更に、第1の所定の巻数を有する少なくとも1つの一次
    巻線と、第2の所定の巻数を有する少なくとも1つの二
    次巻線とを含んでおり、前記電圧の大きさを増倍するた
    めの手段は、前記一次巻数に対する前記二次巻数の比を
    有していることを特徴とする電源。
  8. 【請求項8】 請求項2の電源において、前記変圧器
    は、コンデンサに接続されている二次巻線を有してお
    り、これにより、前記所定の変化率によって決定される
    周波数で調和されるLC回路を形成することを特徴とす
    る電源。
  9. 【請求項9】 請求項1の電源において、前記波形発生
    器は、前記所定の変化率の関数としての周期的な変化率
    で、周期的な時変信号を供給するための、信号発生手段
    を含むことを特徴とする電源。
  10. 【請求項10】 請求項1の電源において、前記周期的
    な時変波形の周期的な変化率は、回転物体の角位置の関
    数であることを特徴とする電源。
  11. 【請求項11】 請求項10の電源において、前記X線
    管は、当該電源によって前記X線管に与えられる高電圧
    レベル及び低電圧レベルに応答して、交互に変化する高
    エネルギX線ビーム及び低エネルギX線ビームを発生
    し、前記回転物体は、前記ビームの中に位置する回転フ
    ィルタであることを特徴とする電源。
  12. 【請求項12】 請求項11の電源において、前記フィ
    ルタは、大きなX線吸収特性及び小さなX線吸収特性を
    有する少なくとも2つのセグメントを有しており、これ
    らセグメントは、前記ビームの中で交互に回転し、周期
    的な時変波形を供給するための前記手段は、更に、前記
    X線管が前記高電圧レベルによって電力を供給された時
    に、前記吸収特性の大きなセグメントが前記ビームの中
    に位置し、また、前記X線管が前記低電圧レベルによっ
    て電力を供給された時に、前記吸収特性の小さいセグメ
    ントが前記ビームの中に位置するように、前記フィルタ
    の回転を同期させるための手段を含んでいることを特徴
    とする電源。
  13. 【請求項13】 請求項1の電源において、更に、前記
    X線管のカソードの温度を制御するための手段を備えて
    いることを特徴とする電源。
  14. 【請求項14】 請求項1の電源において、更に、第2
    の高電圧DC電源を備えており、前記接続手段は更に、
    2つの変圧器を含んでおり、前記DC電源の一方、及
    び、前記変圧器の一方は、互いに直列の関係で前記カソ
    ードに接続されており、前記DC電源の他方、及び、前
    記変圧器の他方は、互いに直列の関係で前記アノードに
    接続されていることを特徴とする電源。
  15. 【請求項15】 請求項14の電源において、前記変圧
    器は各々、前記波形発生器に接続された一次巻線を有し
    ていることを特徴とする電源。
  16. 【請求項16】 カソード及びアノードを有するX線管
    と、該X線管から放出されるX線を検知するための検知
    装置と、少なくとも前記X線管を回転軸線の周囲で回転
    させるための手段と、前記X線管に、所定の変化率で、
    高電圧レベル及び低電圧レベルにおいて交互に電力を供
    給して、前記間にデュアルエネルギX線ビームを発生さ
    せる際に使用される電源とを備えるCTシステムであっ
    て、 前記X線管に安定な高DC電圧を与えるための少なくと
    も1つの高電圧DC電源と、 少なくとも1つの波形発生器を含んでいて、周期的な時
    変波形を供給するための手段と、 変圧器を含んでいて、前記波形発生器を前記DC電源に
    接続するための接続手段とを備えており、これにより、
    前記X線管の前記カソード及びアノードの前後の全電圧
    が、前記波形発生器によって与えられる前記周期的な時
    変波形に応答して、所定の変化率で高電圧レベルと低電
    圧レベルとの間で周期的に変化するように構成されたこ
    とを特徴とするCTシステム。
  17. 【請求項17】 請求項16のCTシステムにおいて、
    前記波形発生器は、前記変圧器を介して前記高電圧DC
    電源に接続されており、これにより、前記変圧器は、前
    記波形発生器と前記DC電源との間にDC絶縁を形成す
    ることを特徴とするCTシステム。
  18. 【請求項18】 請求項17のCTシステムにおいて、
    前記接続手段は、前記波形発生器によって与えられる前
    記周期的な時変波形に応答して、前記X線管のカソード
    と前記高電圧電源の前記安定な高電圧DC出力との間の
    前記変圧器の少なくとも1つの出力部の前後に、周期的
    な時変電圧を与え、前記高電圧DC電源は、前記変圧器
    と前記システムアースとの間に、前記安定な高DC電圧
    を与えることを特徴とするCTシステム。
  19. 【請求項19】 請求項17のCTシステムにおいて、
    前記接続手段は、前記波形発生器によって与えられる前
    記周期的な時変波形に応答して、前記X線管の前記アノ
    ードとシステムアースとの間の前記変圧器の少なくとも
    1つの出力部の前後に、周期的な時変電圧を与え、前記
    高電圧DC電源は、前記X線管のカソードと前記システ
    ムアースとの間に、前記安定な高DC電圧を与えること
    を特徴とするCTシステム。
  20. 【請求項20】 請求項17のCTシステムにおいて、
    前記高電圧DC電源は、前記X線管のカソードと前記変
    圧器との間に、前記安定な高DC電圧を与え、前記接続
    手段は、前記波形発生器によって与えられる前記周期的
    な時変波形に応答して、前記高DC電圧と前記システム
    アースとの間の前記変圧器の少なくとも1つの出力部の
    前後に、周期的な時変電圧を与えることを特徴とするC
    Tシステム。
  21. 【請求項21】 請求項17のCTシステムにおいて、
    前記接続手段は、前記波形発生器によって与えられる前
    記周期的な時変波形に応答して、所定の変化率で周期的
    に変化する電圧出力信号を供給する、低電圧電力増幅器
    を含んでおり、前記変圧器は、前記電力増幅器の前記電
    圧出力信号の大きさを増倍するための手段を含んでいる
    ことを特徴とするCTシステム。
  22. 【請求項22】 請求項21のCTシステムにおいて、
    前記変圧器は更に、第1の所定の巻数を有する少なくと
    も1つの一次巻線と、第2の所定の巻数を有する少なく
    とも1つの二次巻線とを含んでおり、前記電圧の大きさ
    を増倍するための手段は、前記一次巻数に対する前記二
    次巻数の比を有していることを特徴とするCTシステ
    ム。
  23. 【請求項23】 請求項17のCTシステムにおいて、
    前記変圧器は、コンデンサに接続されている二次巻線を
    有しており、これにより、前記所定の変化率によって決
    定される周波数で調和されるLC回路を形成することを
    特徴とするCTシステム。
  24. 【請求項24】 請求項16のCTシステムにおいて、
    前記波形発生器は、前記所定の変化率の関数としての周
    期的な変化率で、周期的な時変信号を供給するための、
    信号発生手段を含むことを特徴とするCTシステム。
  25. 【請求項25】 請求項16のCTシステムにおいて、
    前記周期的な時変信号の周期的な変化率は、回転物体の
    角位置の関数であることを特徴とするCTシステム。
  26. 【請求項26】 請求項25のCTシステムにおいて、
    前記回転物体は、少なくとも前記X線管を前記回転軸線
    の周囲で回転させる手段であることを特徴とするCTシ
    ステム。
  27. 【請求項27】 請求項25のCTシステムにおいて、
    前記X線管は、当該電源によって前記X線管に与えられ
    る高電圧レベル及び低電圧レベルに応答して、交互に変
    化する高エネルギX線ビーム及び低エネルギX線ビーム
    を発生し、前記回転物体は、前記ビームの中に位置する
    回転フィルタであることを特徴とするCTシステム。
  28. 【請求項28】 請求項27のCTシステムにおいて、
    前記フィルタは、大きなX線吸収特性及び小さなX線吸
    収特性を有する少なくとも2つのセグメントを有してお
    り、これらセグメントは、前記ビームの中で交互に回転
    し、前記波形発生器は、更に、前記X線管が前記高電圧
    レベルによって電力を供給された時に、前記吸収特性の
    大きなセグメントが前記ビームの中に位置し、また、前
    記X線管が前記低電圧レベルによって電力を供給された
    時に、前記吸収特性の小さいセグメントが前記ビームの
    中に位置するように、前記フィルタの回転を同期させる
    ための手段を含んでいることを特徴とするCTシステ
    ム。
  29. 【請求項29】 請求項27のCTシステムにおいて、
    前記回転フィルタの角位置は、少なくとも前記X線管を
    前記回転軸線の周囲で回転させるための前記手段の角位
    置の関数であることを特徴とするCTシステム。
  30. 【請求項30】 請求項16のCTシステムにおいて、
    更に、前記X線管のカソードの温度を制御するための手
    段を備えていることを特徴とするCTシステム。
  31. 【請求項31】 請求項16のCTシステムにおいて、
    前記電源は更に、第2の高電圧DC電源を備えており、
    前記接続手段は更に、2つの変圧器を含んでおり、前記
    DC電源の一方、及び、前記変圧器の一方は、互いに直
    列の関係で前記カソードに接続されており、前記DC電
    源の他方、及び、前記変圧器の他方は、互いに直列の関
    係で前記アノードに接続されていることを特徴とするC
    Tシステム。
  32. 【請求項32】 請求項31のCTシステムにおいて、
    前記変圧器は各々、前記波形発生器に接続された一次巻
    線を有していることを特徴とするCTシステム。
  33. 【請求項33】 CTスキャナを備えており、該CTス
    キャナは、カソード及びアノードを有するX線管と、該
    X線管から放出されたX線を検知するための検知装置
    と、対象物を前記スキャナを通して順次移動させるため
    の搬送装置と、前記対象物が前記スキャナを通って移動
    する際に、少なくとも前記X線管を前記対象物の回りの
    回転軸線の周囲で回転させるための手段と、前記X線管
    を、所定の変化率で、高電圧レベル及び低電圧レベルに
    おいて交互に電力を供給して、前記X線管にデュアルエ
    ネルギX線ビームを発生させる際に使用される、電源と
    を備えている、対象物を走査するための走査システムで
    あって、 前記電源は、 前記X線管に安定な高DC電圧を与えるための少なくと
    も1つの高電圧DC電源と、 少なくとも1つの波形発生器を含んでいて、周期的な時
    変波形を供給するための手段と、 変圧器を含んでいて、前記波形発生器を前記DC電源に
    接続するための接続手段とを備えており、これにより、
    前記X線管の前記カソード及びアノードの前後の全電圧
    が、前記波形発生器によって与えられる前記周期的な時
    変波形に応答して、所定の変化率で高電圧レベルと低電
    圧レベルとの間で周期的に変化するように構成されたこ
    とを特徴とする走査システム。
  34. 【請求項34】 請求項33の走査システムにおいて、
    前記波形発生器は、前記変圧器を介して前記高電圧DC
    電源に接続されており、これにより、前記変圧器は、前
    記波形発生器と前記DC電源との間にDC絶縁を形成す
    ることを特徴とする走査システム。
  35. 【請求項35】 請求項34の走査システムにおいて、
    前記接続手段は、前記波形発生器によって与えられる前
    記周期的な時変波形に応答して、前記X線管のカソード
    と前記高電圧電源の前記安定な高電圧DC出力との間の
    前記変圧器の少なくとも1つの出力部の前後に、周期的
    な時変電圧を与え、前記高電圧DC電源は、前記変圧器
    と前記システムアースとの間に、前記安定な高DC電圧
    を与えることを特徴とする走査システム。
  36. 【請求項36】 請求項34の走査システムにおいて、
    前記接続手段は、前記波形発生器によって与えられる前
    記周期的な時変波形に応答して、前記X線管の前記アノ
    ードとシステムアースとの間の前記変圧器の少なくとも
    1つの出力部の前後に、周期的な時変電圧を与え、前記
    高電圧DC電源は、前記X線管のカソードと前記システ
    ムアースとの間に、前記安定な高DC電圧を与えること
    を特徴とする走査システム。
  37. 【請求項37】 請求項34の走査システムにおいて、
    前記高電圧DC電源は、前記X線管のカソードと前記変
    圧器との間に、前記安定な高DC電圧を与え、前記接続
    手段は、前記波形発生器によって与えられる前記周期的
    な時変波形に応答して、前記高DC電圧と前記システム
    アースとの間の前記変圧器の少なくとも1つの出力部の
    前後に、周期的な時変電圧を与えることを特徴とする走
    査システム。
  38. 【請求項38】 請求項34の走査システムにおいて、
    前記接続手段は、前記波形発生器によって与えられる前
    記周期的な時変波形に応答して、所定の変化率で周期的
    に変化する電圧出力信号を供給する、低電圧電力増幅器
    を含んでおり、前記変圧器は、前記電力増幅器の前記電
    圧出力信号の大きさを増倍するための手段を含んでいる
    ことを特徴とする走査システム。
  39. 【請求項39】 請求項38の走査システムにおいて、
    前記変圧器は更に、第1の所定の巻数を有する少なくと
    も1つの一次巻線と、第2の所定の巻数を有する少なく
    とも1つの二次巻線とを含んでおり、前記電圧の大きさ
    を増倍するための手段は、前記一次巻数に対する前記二
    次巻数の比を有していることを特徴とする走査システ
    ム。
  40. 【請求項40】 請求項34の走査システムにおいて、
    前記変圧器は、コンデンサに接続されている二次巻線を
    有しており、これにより、前記所定の変化率によって決
    定される周波数で調和されるLC回路を形成することを
    特徴とする走査システム。
  41. 【請求項41】 請求項33の走査システムにおいて、
    前記波形発生器は、前記所定の変化率の関数としての周
    期的な変化率で、周期的な時変信号を供給するための、
    信号発生手段を含むことを特徴とする走査システム。
  42. 【請求項42】 請求項33の走査システムにおいて、
    前記周期的な時変信号の周期的な変化率は、回転物体の
    角位置の関数であることを特徴とする走査システム。
  43. 【請求項43】 請求項42の走査システムにおいて、
    前記回転物体は、少なくとも前記X線管を前記回転軸線
    の周囲で回転させる手段であることを特徴とする走査シ
    ステム。
  44. 【請求項44】 請求項42の走査システムにおいて、
    前記X線管は、当該電源によって前記X線管に与えられ
    る高電圧レベル及び低電圧レベルに応答して、交互に変
    化する高エネルギX線ビーム及び低エネルギX線ビーム
    を発生し、前記回転物体は、前記ビームの中に位置する
    回転フィルタであることを特徴とする走査システム。
  45. 【請求項45】 請求項44の走査システムにおいて、
    前記フィルタは、大きなX線吸収特性及び小さなX線吸
    収特性を有する少なくとも2つのセグメントを有してお
    り、これらセグメントは、前記ビームの中で交互に回転
    し、前記変調器は、更に、前記X線管が前記高電圧レベ
    ルによって電力を供給された時に、前記吸収特性の大き
    なセグメントが前記ビームの中に位置し、また、前記X
    線管が前記低電圧レベルによって電力を供給された時
    に、前記吸収特性の小さいセグメントが前記ビームの中
    に位置するように、前記フィルタの回転を同期させるた
    めの手段を含んでいることを特徴とする走査システム。
  46. 【請求項46】 請求項44の走査システムにおいて、
    前記回転フィルタの角位置は、少なくとも前記X線管を
    前記回転軸線の周囲で回転させるための前記手段の角位
    置の関数であることを特徴とする走査システム。
  47. 【請求項47】 請求項33の走査システムにおいて、
    更に、前記X線管のカソードの温度を制御するための手
    段を備えていることを特徴とする走査システム。
  48. 【請求項48】 請求項33の走査システムにおいて、
    前記電源は更に、第2の高電圧DC電源を備えており、
    前記接続手段は更に、2つの変圧器を含んでおり、前記
    DC電源の一方、及び、前記変圧器の一方は、互いに直
    列の関係で前記カソードに接続されており、前記DC電
    源の他方、及び、前記変圧器の他方は、互いに直列の関
    係で前記アノードに接続されていることを特徴とする走
    査システム。
  49. 【請求項49】 請求項48の走査システムにおいて、
    前記変圧器は各々、前記波形発生器に接続された一次巻
    線を有していることを特徴とする走査システム。
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