JPS5910038B2 - Ｘセンソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は四極真空管を用いてＸ線管々電圧を制御するこ
とにより、高応答速度で且つ低電力で曝射Ｘ線量の制御
を行なうことができるＸ線装置に関するものである。

周知のようにＸ線装置を用いて被写体のＸ線透視あるい
はＸ線シネ撮影等を行なう場合、被写体の透視、撮影部
位を移動させ、種々の角度からのＸ線像を得ることがし
ばしば行なわれる。

この場合、被写体の各部位の厚みに伴って曝射Ｘ線量を
制御し、例えば透視用の表示装置であるところのＸ線蛍
光増倍管の出力輝度を一定にすることが要求されている
。

このような制御動作は一般にＡＢＣ （． Ａｕ ｔａ
ｍ ｔ ｉ ｃＢｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ
：自動輝度調整）と称され、従来より幾つかの方法が
実用に供されており、その代表的な制御方式として次に
述べる２つがある。

（１）高圧発生のトランスの１次電圧を単巻摺動変圧器
とサーボモータとによって自動制御し、Ｘ線管電圧を制
御する方式。

（２）Ｘ線管のフィラメント電流を自動制御し、Ｘ線管
々電流を制御する方式。

しかしながら上述した２つの方法は何れも応答速度が遅
いという欠点がある。

即ち上記（１）の方法ではサーボモータの応答速度が遅
く、（２）の方法ではフィラメント電流を変えてもフィ
ラメント熱はこの電流変化に追従せず時間遅れが生ずる
。

更に上記２つの方法はいずれもその制御に大電力を要す
ると言う欠点がある。

そこで本発明は上記した事情に鑑みなされたものであり
、従来単にスイッチング素子としてのみ用いられていた
四極真空管（ Ｔｅｔｒｏｄｅ：以下テトロードと称す
）をＸ線曝射用のスイッチ及びＸ線管管電圧制御用素子
として用いる事により制御応答速度を速めると共に、低
電力制御を可能とし、有効なるＡＢＣ動作をおこなう事
のできるＸ線装置を提供する事を目的とする。

第１図は本発明装置の概要を示しており、ここで１は高
圧発生器であり、この高圧発生器１は図示しないたとえ
ば三相交流電源（３ψＡＣ）がその一次捲線に与えられ
、交流電源電圧を昇圧する高圧発生トランス２、この高
圧発生トランス２の出力を整流する高圧整流回路３、詳
細を後述するテトロード制御ユニット４，５から構成さ
れている。

ここでテトロード制御ユニット４，５は全く同一構成の
ものであって夫々Ｘ線管球６のアノード側、カンード側
に直列に挿入されテトロード１，８の電気的耐圧を持た
せるようにしている。

また９は図示しないＸ線曝射信号を受けてＸ線曝射時間
を制御するタイマ回路で、第６図にそのブロック図を示
す。

１０は前記Ｘ線管球６の管電圧を制御する為の前記テト
ロード７，８のバイアス（ Ｅｇ２）自動制御回路で詳
細は第３図で説明する。

次にＸ線管６より曝射されたＸ線は被写体１１を透過し
てＸ線蛍光増倍管１２に入射される。

而してＸ線蛍光増倍管１２の出力蛍光面に前記透過Ｘ線
の可視光像が結ばれ、この可視光像は光学分配器１３に
よってテレビカメラ１４、およびシネカメラ１５に分配
される。

一方、前記光学分配器１３には、例えば光電子増倍管な
どより構成される輝度検出器１６が内蔵されており、こ
の輝度検出器１６によりＸ線蛍光増倍管１２の出力輝度
が電気信号に変換され、前記自動制御回路１０に与えら
れるようになっている。

−４、テトロード制御ユニット４，５は第２図に示すよ
うに構成されており、前述した如く、このユニット４，
５は同一に構成されている事から同一部分には同一符号
を付してその詳細を説明する。

入力端子Ａ，Ｂには前記タイマ回路９の出力信号が導入
されており、高耐圧トランス１７により適宜調整される
。

この高耐圧トランス１７はタイマ回路９からのＸ線曝射
信号に対する応答性をよくするため、フエライトコアで
構成されたトランスを用いるのが適当である。

而して、前記高耐圧トランス１７の２次電圧が全波整流
回路１８で整流され、抵抗１９、コンデンサ２０よりな
る平滑回路を介してスイッチング用トランジスタ２１の
ペースにベース電流として与えられる。

又、入力端子Ｃ，Ｄには常時一定電圧、例えば交流１０
０Ｖが与えられており、この電圧が高耐圧トランス２２
を介してトランス２３の一次捲線に供給される。

このトランス２３の２次捲線は第１グリッドバイアス供
給捲線２４とフィラメント電圧供給線２５ならびに第２
グリッドバイアス供給捲線２６を有し、前記捲線２４に
発生した２次電圧は全波整流回路２７で整流されたのち
抵抗２８、コンデンサ２９により成る平滑回路で直流化
され、その正側がテトロード７，８のカソ一ドに負側か
抵抗３０を介して前記テトロードの第１グリッドに接続
される。

なお、前記平滑回路の正側は前記トランジスタ２１のコ
レクタにも接続され、このトランジスタ２１の電源電圧
ともなっている。

すなわち、トランジスタ２１は前記テトロードのカソー
ドと第１グリッドの間に接続されており、通常はオフ状
態にある。

入力端子Ａ，Ｂに前記タイマ回路９からのＸ線曝射信号
が与えられた時、トランジスタ２１はオンとなり、テト
ロードのカソードー第１グリッド間を短絡するためテト
ロードもオンする。

又、前記捲線２５は直接前記テトロード７，８のカソー
ドに接続されており、そのフィラメント加熱電源となっ
ている。

更に前記捲線２６に発生した電圧は全波整流回路２７に
よって整流され、直列に挿入されたトランジスタ２８を
介して抵抗２９およびコンデンサ３０から構成される平
滑回路と、前記テ｝ｏ−ド７，８の第２グリッドに接続
されている。

又、トランジスタ２８のベースにはシリコン光検出ダイ
オード（太陽電池）３１が接続されており、後述するグ
ラスファイバ（ライトガイド）３２からの光信号によっ
て自己起電力を発生し前記トランジスタ２８のベースに
電流を流しトランジスタ２８をオンするように動作する
。

次に３３は例えば発光ダイオードからなる光変調素子で
、後述する自動制御回路１０からのパルス信号によって
発光し、前記グラスファイバ３２を通過して前記シリコ
ン光検出ダイオード３１に入光する構造によっている。

なお、前記発光ダイオード３３グラスファイバ３２、シ
リコン光検出ダイオード３１は塩化ビニールなどからな
る絶縁パイプ３４に封入されて、絶縁オイルの侵油を防
ぐ構造になっている。

次に上記構成の動作について、第４図ないし第６図を参
照に力１えて説明する。

入力端子Ｇ，Ｈには常時交流電圧、たとえばＡＣ Ｉ
ＯＯＶが印加されており、トランス３５の１次捲線に供
給されている。

このトランス３５の２次出力は全波整流回路３６によっ
て整流され、抵抗３７を介して定電圧ダイオード３８に
加えられる。

この定電圧ダイオード３８の波形は第４図示Ｂに示すも
ので、すなわち交流波形第４図示Ａの零位相パルスであ
る。

この零位相パルス第４図示Ｂは抵抗３９を介してトラン
ジスタ４０、抵抗４１から構成されるインバータ回路に
導ひかれ、ワンショットマルチ回路４２のトリガ信号と
なる。

ワンショットマルチ回路４２は、コンデンサ４３、抵抗
４４の時定数で発振するが、パルス幅制御端子ＰＭを有
し、このパルス幅制御端子ＰＭに印力目する信号レベル
によってパルス幅が調整できるものである。

このワンショットマルチ回路４２の出力信号パルスは第
４図のＣに示すもので、トランジスタ４５のベースに力
■えられる。

トランジスタ４５のエミツタは出力端子Ｉ，Ｊを介して
前記発光ダイオード３３に接続される。

すなわち発光ダイオード３３はワンショットマルチ回路
４２で位相制御されたパルス第４図示Ｃの時間だけ発光
する。

一方、パルス幅制御端子ＰＭには差動増幅器４６の出力
電圧が印力目されるように接続されており、フィードバ
ック系を構成している。

すなわち、前記輝度検出器１６によって変換された輝度
信号は入力端子Ｋを介して抵抗４７、コンデンサ４８か
ら成る平滑回路によって直流化され前記差動増幅器４６
の入力信号となる。

又、差動増幅器４６のもう一方の入力信号は、輝度レベ
ルを設定する可変抵抗器４９からのものである。

可変抵抗器４９で設定された輝度レベルに対して前記輝
度検出器１６によって検出された実測輝度の差の電圧第
４図示Ｄが前記ワンショットマルチ回路４２のパルス幅
制御端子ＰＭにフイードツクされ、出力パルス第４図示
Ｃのパルス幅ｔを可変するよう動作する。

パルス第４図示Ｃによって発光させた発光ダイオード３
３の光は第２図に示すグラスファイバ３２でシリコン光
検出ダイオード３１に導ひかれ、トランジスタ２８がオ
ンし、平滑された電圧第４図示Ｅがテトロード７，８の
第２グリッドのバイアス電圧として与えられている。

従って、この第２グリッドに与えられる電圧値に応じて
テトロード７，８のカソード、プレート間電圧が制御さ
れる事になる。

ここで、第２図に示す回路を等価的に書替えると第５図
に示すようになる。

即ち、第２図に示すトランジスタ２１、整流回路１８、
抵抗１９、コンデンサ２０よりなるスイッチング回路が
スイッチＳ１に、捲線２６、整流回路２７、トランジス
タ２８、抵抗２９、コンデンサ３０からなる第２グリッ
ドバイアス回路がＥｇ２に、更に捲線２４、整流回路２
７、抵抗２８、コンデンサ２９よりなる第１グリッドバ
イアス回路がＥｇ，に相当する事になり、タイマ回路６
からのＸ線曝射信号が与えられると前記スイッチＳ１が
閉成され、テトロード７，８が導通してその内部電圧降
下ｖＴが前記第２グリッドバイアス電圧Ｅｇ２により決
定されることになる。

即ち、テトロードにあっては周知の如く、その特性上プ
レート電流ＩＰ，第１グリッド電圧Ｅｇｔｔ一定とすれ
ば内部電圧降下■Ｔは第２グリッド電圧Ｅｇ２に依存す
る事となり、従って前記第２グリッド電圧Ｅｇ２を変化
させることにより、テトロードの内部降下電圧ｖＴを制
御することができる。

従って、高圧整流回路の３の整流出力電圧を■ＨＴ，Ｘ
線管６に印カロする管電圧を■ＸとすればｖＸ＝■ＨＴ
−２ｖＴとなる。

即ち、テトロード７，８の内部電圧降下を制御すること
によって、Ｘ線管々電圧（Ｖｘ）を制御することになる
。

尚、前記タイマ回路９（第６図に詳細を示す）は、入力
端子ＧにＸ線曝射信号が与えられると、この曝射信号を
トリガ信号としてワンショットマルチバイブレークＯＭ
が駆動される。

ところでこのワンショットマルチバイブレークＯＭは、
今対象としている被写体の診断部位に応じた曝射時間が
設定される、曝射時限設定器ＸＴＳにより出力パルス幅
が制御されたパルス信号が発生し、このパルス信号がゲ
ート回路Ｇに与えられて、前記パルスが存在する間ゲー
ト回路Ｇが開く。

一方、前記ゲート回路Ｇには正弦波発振回路ＯＳよりの
出力が与えられており、ゲートが開いている間前記発振
回路ＯＳの出力正弦波信号が増幅器ＡＰに与えられ、適
宜増幅されて出力トランスＰＴを介して前記制御ユニッ
ト４，５の入力端子ＡＢに与えられる。

上記のように本発明によれば、Ｘ線管と直列に接続した
高圧テトロードの第２グリッド電圧を制御することによ
って、Ｘ線管々電圧制御することができるため従来の方
式よりレスポンスが速く、かつ低電力で制御ができる。

また、発光ダイオード、グラスファイバ、シリコン光検
出ダイオードの組合せによる光伝導機構と、位相制御パ
ルスによる発光ダイオード制御を組合せることによって
低圧部→高圧部への電圧制御が可能となるため、従来の
高絶縁トランスを使用した方式に比べ小形かつ高絶縁化
が実現できる。

これは、Ｘ線透視あるいはＸ線シネ撮影における応答性
の良い自動輝度制御に応用できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例
えば上記実施例においては発光素子として発光ダイオー
ド、光電素子としてシリコン光検出ダイオード（いわゆ
るフォトダイオード）を用いたが、発生光素子としてラ
ンプ、また光電素子としてフォトトランジスタに代えて
もよい等、要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施
し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図、第３
図は第１図における要部の詳細を示す構成図、第４図は
第１図ないし第３図における動作を説明するための信号
波形図、第５図はテトロード制御ユニット４，５の等価
回路図、第６図はタイマ回路９の詳細を示すブロック図
である。 ４，５・・・・・・テトロード制御ユニット、γ，８・
・・・・・テトロード、９・・・・・・タイマ回路、１
０・・・・・・自動制御回路、３１・・・・・・シリコ
ン光検出ダイオード、３２・・・・・・グラスファイバ
、３３・・・・・・発光ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線管に印加すべき高電圧を発生する高圧発生器の
   出力端とＸ線管との間に直列に接続された四極真空管と
   、Ｘ線曝射信号が与えられると前記四極真空管を導通さ
   せるべくその第１グリッドのバイアス電圧を制御する第
   １グリッドバイアス回路と、前記四極真空管の内部電圧
   降下を制御すべくその第２グリッドのバイアス電圧を制
   御する第２グリッドバイアス回路と、前記Ｘ線管から曝
   射されるＸ線量に応じて発光する発光素子と、この発光
   素子からの前記発光量を光電変換する光電素子とを具備
   し、前記第２グリッドバイアス回路のバイアス電圧を前
   記光電素子の出力によって制御するようにしたことを特
   徴としたＸ線装置。