JPS5910558B2

JPS5910558B2 - Ｘ線装置

Info

Publication number: JPS5910558B2
Application number: JP8355477A
Authority: JP
Inventors: 満八幡; 和光河村
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1977-07-14
Filing date: 1977-07-14
Publication date: 1984-03-09
Also published as: JPS5419389A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は高精度のＸ線管電圧制御を行ない得るＸ線装置
に関するものである。

Ｘ線装置の一つにコンデンサに電荷を充電してその電荷
をＸ線管に印加することによりＸ線曝射を行なうように
したＸ線装置がある。

このＸ線装置は第１図に示す如く、二つの二次巻線を有
する昇圧用の三相変圧器１を用い、その二次巻線の各々
に三相全波整流回路２ａ，２ｂを接続し、これら三相全
波整流回路２ａ，２ｂを直列に接続する。

そして、これら三相全波整流回路２ａ，２ｂを電源側か
ら見て直列に接続し、その接続点を接地すると共にこれ
ら三相全波整流回路２ａ，２ｂの他端はそれぞれスイッ
チング用高圧４極管（テトロード）３ａ，３ｂを介して
正極側は三極Ｘ線管４のアノードに、また負極側はカソ
ードに接続する。

また、Ｘ線管４のアノード、カソード間には高圧コンデ
ンサ（１〜２ＭＦ程度）２本を直列接続したコンデンサ
５ａ，５ｂを接続し、また、このコンデンサ５ａ，５
ｂの接続点を接地する。

そして、このコンデンサ５ａ，５ｂにはそれぞれ２本の
抵抗素子Ｒａ，Ｒｂを直列接続して成る分圧抵抗６ａ
，６ｂを並列接続してある。

これら抵抗素子Ｒａ，Ｒｂは高電圧となるコンデンサ
５ａ，５ｂの電圧を検出するためのものでＲａは通常１
００〜５００ＭΩ程度、Ｒｂはその１／１００００程度
の抵抗値のものを使用し、Ｒｂをアースライン側に接続
してＲｂの端子間電圧からコンデンサの充電電圧（即ち
、Ｘ線管４に印加される管電圧に対応する電圧）を検出
する。

７は分圧抵抗６ａの抵抗素子Ｒｂの端子間電圧から管電
圧に対応する電圧を検出すると共に予め設定された基準
電圧と比較して検出値が基準値と同一レベルに達したと
き出力信号を出す管電圧検出回路、８ａ，８ｂはこの管
電圧検出回路７の出力信号により動作し、この出力信号
が印加されているとき前記テトロード３ａ，３ｂをオ
フさせる格子制御回路である。

このような構成の装置は、三和変圧器１により一次入力
の約１０００倍およそ１５０ＫＶｐ程度に昇圧する。

その昇圧出力は三相全波整流回路２ａ，２ｂに印加され
ここで全波整流される。

電源投入の時点ではコンデンサが放電状態であるから分
圧抵抗６ａの抵抗素子Ｒｂの端子間電圧は０■であり、
基準値以下であるので管電圧検出回路７は信号の出力を
停止状態とする。

これにより格子制御回路８ａ，８ｂはテトロード３ａ
，３ｂをオン状態とするから、全波整流回路２ａ，２
ｂの出力はコンデンサ５ａ，５ｂに流入し、これらコン
デンサ５ａ，５ｂを充電する（第２図Ｂ）。

充電が進むとコンデンサ５ａ，５ｂの電圧は上昇してゆ
くが、この電圧はコンデンサ５ａ，５ｂに並列接続さ
れた分圧抵抗６ａ，６ｂのうち、６ａの側の抵抗素子Ｒ
ｂの両端子間電圧（第２図Ｃ）によって検出される。

この検出値は管電圧検出回路７に入力され基準値と比較
され、両者が一致した時点でこの管電圧検出回路７は信
号を出力する。

この信号が出力されると格子制御回路８ａ，８ｂは
テトロード３ａ，３ｂをオフ状態にし、三相全波整流
回路２ａ，２ｂの出力のコンデンサ５ａ，５ｂへの流
入を阻止する。

即ち、基準値を予め所定の管電圧対応電圧としておくこ
とにより、コンデンサ５ａ，５ｂの充電電圧が所定の
管電圧例えば５０ＫＶｐまで上昇した時点で、抵抗素
子Ｒｂの端子間電圧がこの５０ＫＶｐに対応する分圧電
圧となるため基準値と検出値が一致して、コンデンサ５
ａ，５ｂの充電が停止される。

これで、Ｘ線装置は曝射基準が完了し、次にＸ線管４の
グリッド電位を下げてＸ線管４をオン状態とすれば（第
２図Ｄ）、コンデンｔ５ａ，５ｂの充電電荷はＸ線管４
に印加され、Ｘ線が曝射される。

この曝射によりコンデンサ５ａ，５ｂの電圧は第２図
Ｂに示すように低下するので、分圧抵抗６ａの抵抗素子
Ｒｂの端子電圧もそれに対応して第２図Ｃの如く低下し
、基準値以下となるので、管電圧検出回路７は出力信号
が無くなり、従って、格子制御回路８ａ，８ｂはテトロ
ード３ａ，３ｂをオン状態にし、再びコンデンサ５
ａ，５ｂに三相全波整流回路２ａ，２ｂから整流出力が
流入して充電が開始される。

以下、上述の動作が繰り返えされる。

ところで、このような構成のＸ線装置は大容量負荷の高
速繰り返えし形と言われるものであるが，上述したよう
にコンデンサの充電電圧の検出はこのコンデンサに並列
接続した分圧抵抗により行なっていた。

ところが、このような方式では検出電圧はコンデンサの
充電電圧そのものではなく、分圧抵抗により電圧降下を
利用した充電電圧比例の電圧である。

即ち、検出値と基準値との比較に集積回路やトランジス
タ等の回路素子を用いることからこれら回路素子の使用
電圧範囲（およそ１５■程度まで）に検出値を抑える必
要があり、小電圧に分圧して取り出さなければならず、
１５Ｖ程度以内の信号レベルではこれら回路素子のドリ
フトや雑音、温度特性等を考慮すると０．０１％程度の
範囲の高精度の電圧制御は非常に困難である。

従って、部位や体厚等の被写体の各種条件に合わせた最
適な管電圧を得ることが難しく、適正な被曝線量及び良
質の写真が得にくくなる。

また、コンデンサに分圧抵抗を並列接続しているためこ
の抵抗を通してコンデンサの充電電荷が放電されるから
、充電完了後、時間が経過するに伴なってコンデンサの
電圧は低下しＸ線曝射の際所要の管電圧が得られない欠
点があった。

また、充電時間を十分長くとれる場合には第３図に示す
ように安定化電源３１にて安定した交流電圧を得、これ
を二次側中間タップ付の昇圧トランス３２に与えて昇圧
させた後、二次側巻線の中間タップと出力端子間にそれ
ぞれ接続したコンデンサ３３ａ，３３ｂに半波整流回路
３４ａ，３４ｂを介して二次側昇圧出力を与えて
充電させる。

そして、このコンデンサ３３ａ，３３ｂの充電電荷を
三極Ｘ線管３５のアノードーカソード間に印加する構成
として、三極Ｘ線管３５の格子を制御することにより、
Ｘ線管３５の曝射制御とコンテツサ３３ａ，３３ｂの
充電制御を行なうようにした小容量負荷低速繰り返えし
形のＸ線装置があり、この方式の場合にはコンデンサ３
３ａ，３３ｂには負荷と成り得る素子が三極
Ｘ線管３５のみであることからコンデツサの充電電荷の
自然放電が抑止され充電完了後の経時的な充電電圧の低
下はほとんどなく、所定の管電圧をＸ線管に与えること
ができる。

また、小容量負荷用であることから、高圧発生部（トラ
ンス３２）に大電流を流す必要が全くなく、従って高電
圧発生部の一次側は低電流となることから、この一次側
の電流を検出してコンデンサ３３ａ，３３ｂの充電制
御に用いれば十分な精度で充電電圧の制御を行なうこと
ができるが、この方式は大容量負荷高速繰り返えし方式
に採用する場合においては、交流安定化電源の出力安定
度の精度を上けることが非常に困難であるので、この点
の改良を要する。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、高速繰り返
えし形の充放電式Ｘ線装置においてこのＸ線装置のＸ線
管に与えるべき管電圧と同一の高電圧を発生する基準用
の安定化高電圧回路を設け、その出力電圧を基準として
Ｘ線装置のコンデンサ充電電圧を比較することにより高
精度のＸ線管電圧制御と充電電位の自然放電による経時
変化の防止を図ったＸ線装置を提供することを目的とす
る。

以下、本発明の一実施例について第４図を参照しながら
説明する。

尚共通部分については同一番号を付して説明する。

図においては１は二つの二次巻線を有する昇圧用の三相
変圧器であり、この三和変圧器１の二組の二次巻線の各
々の組の出力側に三相全波整流回路２ａ，２ｂが接続し
てある。

また、これら三相全波整流回路２ａ，２ｂは直列接続す
ると共にその接続点を接地し、また、三相全波整流回路
２ａ＋２ｂの他端はそれぞれテトロード３ａ，３
ｂを介してその正極電圧出力側端は三極Ｘ線管４のアノ
ードに、また負極電圧出力側端は三極Ｘ線管４のカソー
ドに接続する。

また、Ｘ線管４のアノードーカソ一ド間には充電用の高
圧コンデンサ５ａ，５ｂを直列接続したものを接続する
。

そして、このコンデンサ５ａ，５ｂの直列接続点を接地
する。

８ａ，８ｂは前記テトロード３ａ，３ｂのオンオフ制御
をする格子制御器であり、以上の構成でＸ線曝射回路を
形成する。

４１は単相の交流安定化電源、４２はこの交流安定化電
源４１出力を前記Ｘ線管に与えるべき所望の管電圧と同
電圧の出力電圧を発生する昇圧変圧器、４３はこの昇圧
変圧器４２の出力を全波整流する整流回路、４４はこの
整流回路４３の出力端子間に接続された平滑用のコンデ
ンサであり、このコンデンサ４３の負極側は接地してあ
る。

４５は前記昇圧変圧器４２の一次巻線側に接続された充
電電流抑制用の抵抗、４６ａ，４６ｂは直列接続され前
記整流回路４３の正極側出力端子と前記三和Ｘ線管４の
アノード側との間に接続された分圧抵抗、４７は前記分
圧抵抗４６ａに並列接続され、この端子間電圧にて発光
される発光ダイオード、４８はこの発光ダイオード４７
の保護用のンエナーダイオード、４９は前記発光ダイオ
ード４７の光を受けて動作するフオートトランジスタ、
５０はこのフォトトランジスタ４９の通電電流にて動作
し、フォトトランジスタ４９がオフ状態のとき前記テト
ロード３ａ，３ｂをオフさせる信号を前記格子制御回路
８ａ，８ｂに与えるレベル検出回路であり、上記４１か
ら５０によりＸ線曝射制御回路を構成している。

次に上記構成本装置の動作について説明する。

Ｘ線曝射回路部分の構成及び動作は前述の第１図回路と
同様であるのでその説明は省略し、制御回路部分の動作
を説明する。

即ち、交流安定化電源４１にて安定化された交流出力は
昇圧変圧器４２によって前記三和変圧器１の１つの当り
の二次巻線出力相当の電圧を発生する。

この発生電圧は整流回路４３により全波整流された後、
分圧抵抗４６ａ，４６ｂのうちの４６ａ側に印加され
る。

一方、分圧抵抗４６ｂ側は三極Ｘ線管４のアノード電位
、即ちコンデンサ５ａの電位が印加される。

このコンデンサ５ａの電位は三和変圧器１の一つ当りの
二次巻線出力の充電電位であり、また、整流回路４３の
出力はＸ線管４に与えるべき管電圧と同電位（正確には
コンデンサ５ａ，５ｂは中点と接地しており、整流回路
４３の一端も接地しているため、管電圧の±２の電位）であるから、この電位とコンデンサ５ａの電位
とに差があれば分圧抵抗４５ａｔ４５ｂの
両端間に電位が生ずる。

従って、分圧抵抗４６ａの端子間電圧を取り出して発光
ダイオード４７に印加すればコンデンサ５ａと整流回路
４３出力との電位差分に比例した電位が発光ダイオード
４７に加えられることになる。

これにより発光ダイオード４７は発光し、その光はフォ
トトランジスタ４９に入射する。

するとフォトトランジスタ４９はオンし、そのコレクタ
側電位は低下するから、コレクタ電位を入力信号として
いるレベル検出器５０はその入力が低レベルとなる。

入力信号が低レベルであるので、このレベル検出器５０
は格子制御回路８ａ，８ｂにオン状態とする指令を与え
、テトロード３ａ，３ｂを導通状態に保たせる。

次に分圧抵抗４６ａの端子間電圧に差が無くなると発光
ダイオード４７はオフとなり発光しなくなるので、フォ
トトランジスタ４９はオフし、そのコレクク電位は上昇
し、レベル検出器５０の入力は高いレベルとなるからこ
のレベル検出器５０は格子制御回路８ａ，８ｂにオフ
信号を出力し、格子制御回路８ａ，８ｂはテトロード３
ａ，３ｂをオフさせる。

これによってコンデンサ５ａ，５ｂの充電は停止さ
れ、所定の充電電位が得られる。

このようにＸ線曝射回路のＸ線管に与える管電圧と同電
圧の出力を出す基準用電源を用い、Ｘ線曝射回路の電源
出力を得てそれを充電するコンデンサの充電電位と前記
基準電圧とを分圧抵抗により比較し、その分圧抵抗の端
子間電位を発光ダイオードに与えて発光させ、その光を
フォトトランジスタにて検出すると共にフォトトランジ
スタが光を検出している間は前記コンデンサに充電を行
なわせるようにしたので、基準電圧とコンデンサとの電
位差が無くなれば充電は停止されるから、コンデンサは
基準電圧と等しい電位に充電され、高精度の充電が可能
となる。

即ち、基準電源の中枢となるべき安定化電源の出力が十
分に安定であればコンデンサの充電電圧は前記ツエナー
ダイオードのツエナー電圧以下の範囲で約０．０１〜ｏ
．ｏｏ１％の精度内の制御が可能となり、所望の管電圧
が得られる。

また、電位差が生ずるとすぐに充電が始まるので常に所
定の充電電位を保てる。

また、分圧抵抗を大抵抗値（例えば２つで数百ＭΩ位）
とすることにより基準電源側の平滑コンデンサの電位の
変動が無くなり、より高精度の充電制御ができる他、基
準電源側のトランス４２の一次側に入力抵抗４５を挿入
したことにより小電流に抑えることができ、従って、基
準電源の小容量化を図ることができる等優れた特徴を有
するＸ線装置を提供することができる。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来装置の構成を説明するための回路
図、第２図は第１図回路の動作を説明するためのタイム
チャート、第４図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。１・・・・・・三相変圧器、２ａ，２ｂ・・・・・
・三相全波整流回路、３ａ，３ｂ・・・・・・テト
ロード、４・・・・・・Ｘ線！’、５ａ，５ｂ・・・・
・・コンデンｔ、８ａｔ８ｂ・・・・・・格子制御回路
、４１・・・・・・交流安定化電源、４２・・・・・・
昇圧変圧器、４３・・・・・・整流回路、４６ａ，４６
ｂ・・・・・・分圧抵抗、４７・・・・・・発光ダイオ
ード、４９・・・・・・フォトトランジスタ、５０・・
・・・・レベル検出器。２０７

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｘ線管と、このＸ線管に印加する管電圧と同電位の
基準電圧を発生する回路と、この基準電圧と電源側から
見て前記Ｘ線管に対し並列に接続されるコンデンサの電
位との電位差を検出する回路と、この回路の検出電位差
がほぼ零となったとき前記コンデンサの充電を停止する
回路を備えたことを特徴とするＸ線装置。