(57)【要約】  小型軽量な構成の二相の陽極回転機構駆動回路を備えたX線撮影装置を提供するために、三相フルブリッジインバータ回路、第1アームの2つの半導体スイッチの中点に主固定子コイルの一端を接続し、第2アームの2つの半導体スイッチの中点に補助固定子コイルの一端を接続し、第3アームの二つの半導体スイッチの中点に主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端を接続する。主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、補助固定子コイルの一端に第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するように反転回路と、遅延回路とを用いて半導体スイッチをスイッチングする。
2012073983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、
2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオンオフするスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部とを有し、  前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、
前記スイッチングパターン信号生成部は、第1及び第2の反転回路と、遅延回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項２】
請求項1に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項３】
請求項1に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、所定の周波数のクロック信号を前記第1アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を前記第1の反転回路により反転させた信号を前記第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を前記遅延回路で所定の遅延時間Tだけ遅らせた信号を前記第2アームの第1半導体スイッチおよび第3アームの第2半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記遅延回路の出力を第2の反転回路で反転させた信号を、前記第2アームの第2半導体スイッチおよび前記第3アームの第1半導体スイッチのスイッチング信号とすることを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項４】
請求項1に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、前記遅延回路の遅延時間を2種類以上に異ならせることにより、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項５】
二相陽極回転機構を備えるX線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、前記X線管の陽極を回転させる陽極回転駆動装置とを備えたX線撮影装置であって、
前記陽極回転駆動装置として、前記請求項1の陽極回転駆動装置を用いることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項６】
主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、
2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオン信号及びオフ信号からなるスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部と、を有し、前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、
前記スイッチングパターン信号生成部は、反転回路と、所定のタイミングから所定の時間のみ前記オン信号を出力する、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項７】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項８】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、所定の周波数のクロック信号を前記第1アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を反転回路により反転させた信号を前記第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号がオンになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第1のオン信号出力回路で生成して前記第2アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第2アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号がオフになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第2のオン信号出力回路で生成して前記第3アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号がオンになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第3のオン信号出力回路で生成して前記第2アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第2アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号がオフになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第4のオン信号出力回路で生成して前記第3アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とすることを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項９】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路のオン信号を出力する時間を2種類以上に異ならせることにより、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項１０】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路は、フリップフロップ回路とカウンタ回路により構成されることを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項１１】
二相陽極回転機構を備えるX線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、前記X線管の陽極を回転させる陽極回転駆動装置とを備えたX線撮影装置であって、
前記陽極回転駆動装置として、前記請求項6の陽極回転駆動装置を用いることを特徴とするX線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線撮影装置に用いられるX線管の陽極回転駆動装置に係り、特に二相式の陽極回転機構を有する陽極回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子衝撃面を移動して許容負荷を増大させる回転陽極X線管は、レントゲン装置やX線CT装置等のX線撮影装置で非常に多く用いられている。陽極回転式のX線管には、起動に高速さを要する場合に用いる三相陽極回転機構と、機構が単純で安価な二相陽極回転機構の2種類がある。二相陽極回転機構は、2つの固定子コイルを用いて構成されており、それぞれに90°位相のずれた交流電圧を供給し、回転子コイルを回転させる。【０００３】
交流電圧の供給手段として、2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を2つ並列接続したインバータ回路部と、このインバータ回路部の出力の一方に90°位相をずらす為のコンデンサを接続して構成される回路があるが、コンデンサを用いているため出力先の負荷変動や周囲温度などの影響で位相を精度よく制御することが難しい。これに対して、特許文献1にあるように、2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路を用いて二相陽極回転機構に対し交流電圧の供給する方法がある。この方法ではインバータ回路部の出力にコンデンサを用いる必要がないため、精度よく位相を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2000-150193号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、マイクロコンピュータを用いて構成したベクトル変換器を用いて、2つの固定子コイルに対し、それぞれに90°位相のずれた交流電圧を供給しているため、回路構成が複雑となり、その分回路規模が大きくなる。【０００６】
本発明の目的は、簡易な回路構成にて陽極回転機構を精度よく駆動させる陽極回転駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様によれば以下のような陽極回転駆動装置が提供される。すなわち、主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオンオフするスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部とを有する。3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの二つの半導体スイッチの中点には、主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続される。スイッチングパターン信号生成部は、第1及び第2の反転回路と、遅延回路とを有し、主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、補助固定子コイルの一端に第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するためのスイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡易な回路構成にて陽極回転機構を精度よく駆動させる陽極回転駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第1の実施形態の陽極回転駆動装置のブロック図。
【図２】(a)図1の装置のスイッチパターン出力部14の回路構成を示す説明図、(b)スイッチングパターン信号の波形を示す説明図。
【図３】図1の装置のスイッチングパターン出力部14の動作を示す説明図。
【図４】(a)第2の実施形態のスイッチパターン出力部14の回路構成を示す説明図、(b)スイッチングパターン信号の波形を示す説明図。
【図５】第3の実施形態のX線高電圧装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態につき説明する。
本発明の陽極回転駆動装置は、主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオンオフするスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部とを有し、前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、前記スイッチングパターン信号生成部は、第1及び第2の反転回路と、遅延回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【００１１】
また、前記スイッチングパターン信号生成部は、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【００１２】
また、前記スイッチングパターン信号生成部は、所定の周波数のクロック信号を前記第1アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を前記第1の反転回路により反転させた信号を前記第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を前記遅延回路で所定の遅延時間Tだけ遅らせた信号を前記第2アームの第1半導体スイッチおよび第3アームの第2半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記遅延回路の出力を第2の反転回路で反転させた信号を、前記第2アームの第2半導体スイッチおよび前記第3アームの第1半導体スイッチのスイッチング信号とすることを特徴とする。
【００１３】
また、前記スイッチングパターン信号生成部は、前記遅延回路の遅延時間を2種類以上に異ならせることにより、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のX線撮影装置は、二相陽極回転機構を備えるX線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、前記X線管の陽極を回転させる陽極回転駆動装置とを備えたX線撮影装置であって、前記陽極回転駆動装置として、前記陽極回転駆動装置を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の実施形態につき説明する。
本発明の陽極回転駆動装置は、主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオン信号及びオフ信号からなるスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部と、を有し、前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、前記スイッチングパターン信号生成部は、反転回路と、所定のタイミングから所定の時間のみ前記オン信号を出力する、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【００１６】
また、前記スイッチングパターン信号生成部は、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【００１７】
また、前記スイッチングパターン信号生成部は、所定の周波数のクロック信号を前記第1アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を反転回路により反転させた信号を前記第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号がオンになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第1のオン信号出力回路で生成して前記第2アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第2アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号がオフになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第2のオン信号出力回路で生成して前記第3アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号がオンになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第3のオン信号出力回路で生成して前記第2アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第2アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号がオフになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第4のオン信号出力回路で生成して前記第3アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とすることを特徴とする。
【００１８】
また、前記スイッチングパターン信号生成部は、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路のオン信号を出力する時間を2種類以上に異ならせることにより、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【００１９】
また、前記第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路は、フリップフロップ回路とカウンタ回路により構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のX線撮影装置は、二相陽極回転機構を備えるX線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、前記X線管の陽極を回転させる陽極回転駆動装置とを備えたX線撮影装置であって、前記陽極回転駆動装置として、前記陽極回転駆動装置を用いることを特徴とする。
【００２１】
次に、これら本発明の実施形態につき図面を用いて説明する。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態のX線管の陽極回転駆動装置を図1に示す。この陽極回転駆動装置は、X線撮影装置に搭載され、二相陽極回転機構を備えるX線管50に交流電圧Vm，Vs，Vcomを供給する装置である。
【００２２】
X線管50は、傘状の陽極ターゲット51と、陽極ターゲット51に接続された回転子コイル52と、回転子コイル52の周囲に配置された固定子コイル53と、X線管球54とを備えている。陽極ターゲット51および回転子コイル52は、X線管球54の内側に配置され、回転子コイル53は、X線管球54の外側に配置される。固定子コイル53は、主コイル53aと補助コイル53bを含む。主コイル53aの一端に交流電圧Vmを、補助コイル53bの一端に、Vmに対して90°位相のずれた交流電圧Vsを供給し、主コイル53aと補助コイル53bの他端(共通端)にコモン電圧Vcomを供給すると、固定子コイル53が回転磁界を発生し、X線管球54内の回転子コイルが回転することにより、陽極が回転する。
【００２３】
陽極回転駆動装置は、直流電源11と、三相フルブリッジインバータ回路12と、制御回路13とを備えている。三相フルブリッジインバータ回路12は、6個の半導体スイッチ1〜6で構成された3アームの回路である。半導体スイッチ1〜6は、絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ(IGBT)にダイオードを逆並列に接続したものである。2つの半導体スイッチを直列接続した構成のアーム3本を並列接続することにより、三相フルブリッジインバータ回路12を構成している。
【００２４】
半導体スイッチ1、2で構成される第1アーム31の半導体スイッチ1，2の間(中点)に、主コイル53aおよび補助コイル53bの共通端が接続されている。半導体スイッチ3、4で構成される第2アーム32の半導体スイッチ3，4の中点に、主コイル53aの一端が接続されている。半導体スイッチ5，6で構成される第3アーム33の半導体スイッチ5，6の中点に、補助コイル53の一端が接続されている。
【００２５】
制御回路は、スイッチングパターン出力部14とスイッチング信号発生器15を備えている。スイッチングパターン出力部14は、予め定められた4種類のスイッチングパターン信号を出力する回路を備えている。スイッチングパターン出力部14は、X線撮影装置に搭載されているX線高電圧装置のインバータ駆動回路(不図示)から、陽極回転の起動／定常を選択する切り換え信号と、制動信号の出力を指示する信号と、駆動／停止を選択する切り換え信号とを受け取り、受け取った信号に対応するスイッチングパターン信号を4種類の中から選択して生成し、スイッチング信号発生器15に出力する。スイッチング信号発生器15は、スイッチングパターン出力部14のスイッチングパターン信号に対応するタイミングで、三相フルブリッジインバータ回路12の各半導体スイッチ1〜6にオン、オフのゲート信号を出力し、スイッチングを実現させる。
【００２６】
スイッチングパターン出力部14は、起動用スイッチングパターン信号、定常用スイッチングパターン信号、制動用スイッチングパターン信号および停止用スイッチングパターン信号の4種類のいずれかをX線高電圧装置のインバータ駆動回路(不図示)からの信号に応じて出力する。
【００２７】
起動用および定常用スイッチングパターン信号を生成するための回路として、スイッチングパターン出力部14は、図2(a)の回路を備えている。
【００２８】
起動用スイッチングパターンは、例えば500V、60Hzの交流高電圧(高速回転時)を三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に出力させるためのスイッチングパターンである。これにより、高電圧で大きな起動トルクを生じさせて、回転子コイル53および陽極ターゲット51を回転させ起動させる。
【００２９】
定常用スイッチングパターンは、例えば100V、60Hzの交流低電圧(高速回転時)を三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に出力するためのスイッチングパターンである。これにより、回転子コイル52および陽極ターゲット51を低電力および低損失で定常運転させる。
【００３０】
また、制動用スイッチングパターン信号は、三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に所定の直流電圧(例えば70V)を出力させるためのスイッチングパターン信号である。これにより、陽極回転機構の回転子コイル52に直流制動をかけ、停止させる。停止用スイッチングパターン信号としては、三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に0Vの電圧か、または電圧を出力しないためのスイッチングパターン信号を出力する。制動用スイッチングパターン信号および停止用スイッチングパターン信号を出力するための回路は、図2(a)の回路とは別に、スイッチングパターン出力部14に備えられている。この回路は、公知のよく知られた構成であるので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
起動用および定常用スイッチングパターン信号を生成するため図2(a)の回路について説明する。図2(a)のように、スイッチングパターン出力部14は、クロック発生部21と、クロック発生部21のクロック信号を反転させる反転回路22と、クロック信号を所定の時間得遅延させる遅延回路23と、遅延回路23の出力を反転させる反転回路24と、4つの出力端子25〜28を備えている。出力端子25は、クロック発生部21のクロック信号をそのまま出力する端子であり、この出力が、図2(b)に示すように半導体スイッチ1のスイッチング信号となる。出力端子26は、クロック信号を反転回路24で反転させた信号を出力し、この信号が半導体スイッチ2のスイッチング信号となる。出力端子27は、クロック信号を遅延回路23により、遅延時間Tだけ遅延させた信号であり、この信号が半導体スイッチ3および6のスイッチング信号となる。出力端子28は、遅延回路23の出力を反転回路24で反転させた信号を出力し、この信号が半導体スイッチ4および5のスイッチング信号となる。これにより、図2(b)のように6つの半導体スイッチ1〜6をスイッチングするタイミングを示すスイッチングパターン信号がスイッチングパターン出力部14により生成される。
【００３２】
図2(b)のスイッチングパターン信号により、主コイル53aに供給される交流電圧Vmは、半導体スイッチ2と半導体スイッチ3が同時にオンになる期間にVcomに対して正電圧、半導体スイッチ1と半導体スイッチ4が同時にオンになる期間にVcomに対して負電圧となる。交流電圧Vmの周期は、クロック信号の周期と等しい。一方、補助コイル53bに供給される交流電圧Vsは、半導体スイッチ2と半導体スイッチ5が同時にオンになる期間にVcomに対して正電圧、半導体スイッチ1と半導体スイッチ4が同時にオンになる期間にVcomに対して負電圧となる。交流電圧Vsの周期は、クロック信号の周期と等しい。交流電圧Vmと交流電圧Vsは、図2(b)から明らかなように90°位相がずれているため、固定子コイル53は回転磁界を発生し、回転子コイル52を回転させることができる。
【００３３】
また、遅延回路23の遅延時間Tを制御することにより、主コイル53aへの交流電圧Vmが正電圧になるパルス幅W、および、補助コイル53bへの交流電圧Vsが正電圧になるパルス幅Wを制御することができる。パルス幅Wを調整することにより、交流電圧Vm、Vsの出力電圧を調整することができる。
【００３４】
遅延回路23は、遅延時間Tを予め定めた起動用遅延時間T1に設定することにより、例えば500V、60Hzの交流高電圧を出力させるための起動用スイッチングパターン信号を出力する。また、遅延回路23は、遅延時間Tを予め定めた定常用遅延時間T2に設定することにより、例えば100V、60Hzの交流低電圧を出力させるための定常用スイッチングパターン信号を出力する。
【００３５】
一方、制動用スイッチングパターン信号は、図示を省略するが、三相フルブリッジインバータ回路12の任意の半導体スイッチ(例えば半導体スイッチ2と4)を周期的にオン、オフさせるスイッチングパターンである。このオン時間、オフ時間の比率を予め定めた比率に調整することにより、三相フルブリッジインバータ回路12の出力を直流電圧(例えば70V)にすることができる。これにより、陽極回転機構の回転子コイル52に直流制動をかけ、停止させる。また、停止用スイッチングパターン信号は、すべての半導体スイッチ1〜6をオフにするスイッチングパターンである。
【００３６】
次に、このように構成された本実施形態のX線管の陽極回転駆動装置の動作について図3を用いて説明する。図3は、スイッチングパターン出力部14が、起動／定常／制動／停止の4つのスイッチングパターンを、X線高電圧装置のインバータ駆動回路(不図示)からの信号に応じて選択して出力する動作を示す説明図である。スイッチングパターン出力部14は、4つのスイッチングパターンを、停止＞制動＞定常＞起動の優先順位で選択して出力する。
【００３７】
すなわち、スイッチングパターン出力部14は、X線高電圧装置のインバータ駆動回路から入出力インターフェースを介して、4つの信号(高速／低速切り換え信号、起動／定常切り換え信号、制動信号、駆動／停止切り換え信号)を受け取る。
【００３８】
X線高電圧装置のインバータ駆動回路は、X線管50にかかる負荷電力の大きさに合わせて陽極の回転速度を選択する高速／低速切り換え信号を出力する。X線管にかかる負荷電力が大きいときは高速に設定され、負荷電力が小さいときには低速に設定される。以下、高速に設定されているとして説明する。
【００３９】
X線高電圧装置のインバータ駆動回路は、陽極ターゲット51の回転が起動中か、または、二相交流電圧の周波数で決まる設定回転数である定常回転数に達したかを指示する起動／定常切り換え信号を出力する。スイッチングパターン出力部14は、受け取った起動／定常切り換え信号が起動側に設定されている場合、図2(b)の回路の遅延回路に起動用遅延時間T1を設定し、図2(a)の起動用スイッチングパターンを出力する。スイッチング信号発生器15が起動用スイッチングパターン信号に対応して三相フルブリッジインバータ回路12の半導体スイッチ1〜6をオンオフすることにより、例えば500V、60Hzの二相交流電圧Vm，Vsが二相陽極回転機構の固定子コイル53に供給される。一方、スイッチングパターン出力部14は、受け取った起動／定常切り換え信号が定常側に設定されている場合、図2(b)の回路の遅延回路に定常用遅延時間T2を設定し、図2(a)の起動用スイッチングパターン信号を出力する。スイッチング信号発生器15が定常用スイッチングパターン信号に対応して三相フルブリッジインバータ回路12の半導体スイッチ1〜6をオンオフすることにより、例えば100V、60Hzの二相交流電圧Vm，Vsが二相陽極回転機構の固定子コイル53に供給される。
【００４０】
X線曝射が終了し、陽極回転を停止させるために制動信号をX線高電圧装置のインバータ駆動回路から受け取った場合、スイッチングパターン出力部14は、制動用スイッチングパターン信号を出力する。スイッチング信号発生器15が制動用スイッチングパターン信号に対応して三相フルブリッジインバータ回路の半導体スイッチ2，4をオン・オフすることにより、例えば70V程度の直流電圧を二相陽極回転機構の固定子コイル53の任意のコイルに供給する。これにより、回転子コイル52および陽極ターゲット51に直流制動をかけ、停止させる。
【００４１】
また、X線高電圧装置のインバータ駆動回路は、X線撮影をするかしないかによって陽極回転の駆動、停止を切り換える駆動／停止切り換え信号を出力する。スイッチングパターン出力部14は、この切り換え信号が停止に設定されている場合、停止用スイッチングパターン信号を出力する。これにより、スイッチング信号発生器15が停止用スイッチングパターン信号に対応して三相フルブリッジインバータ回路の半導体スイッチ1〜6をオフすることにより、三相フルブリッジインバータ回路は陽極回転機構に0Vの電圧を出力するか、または電圧を出力しない。スイッチングパターン出力部14は、駆動／停止切り換え信号が駆動に設定されている場合、他の切り換え信号に応じて、上記起動用または定常用スイッチングパターン信号、もしくは、制動用スイッチングパターン信号を出力する。
【００４２】
図3のように、スイッチング信号発生部14は、駆動／停止切り換え信号＞制動信号＞起動停止切り換え信号の順に優先させて、対応するスイッチングパターン信号を発生させることにより、陽極回転機構の動作を制御している。
【００４３】
このように第1の実施形態では、汎用の三相フルブリッジインバータ回路と、簡単な構成のスイッチングパターン出力部14を用いて、二相陽極回転駆動装置を構成することができるため、小型で軽量で安価な装置を提供できる。
【００４４】
また、第1の実施形態では、図2(a)に示した簡単な回路構成で、精度よく90°に位相がずれたVm，Vsを生成することができるため、小型軽量で、かつ、陽極回転に十分なトルクを生じさせることの可能な陽極回転駆動装置が提供できる。
【００４５】
(第2の実施形態)
第2の実施形態の陽極回転駆動装置は、スイッチングパターン出力部14の起動用および定常用スイッチングパターン信号を生成するための回路として、図4(a)の回路を用いる。これにより、図4(b)のスイッチングパターン信号を生成する。
【００４６】
図4(a)のように、スイッチングパターン出力部14は、クロック発生部61と、反転回路62、65，70と、カウンタ回路64、67，69，72とフリップフロップ回路63、66、68、71と、6つの出力端子73〜78を備えている。
【００４７】
出力端子73は、クロック発生部61のクロック信号をそのまま出力する端子であり、この出力が、図4(b)に示すように半導体スイッチ1のスイッチング信号となる。出力端子74は、クロック信号を反転回路62で反転させた信号を出力し、この信号が半導体スイッチ2のスイッチング信号となる。また、カウンタ回路64は、半導体スイッチ2のスイッチ信号の立ち上がりからカウントを開始し、所定のカウントに達した時点でフリップフロップ回路63をリセットすることにより、半導体スイッチ2のスイッチング信号の立ち上がりから上記所定のカウントに達する時間のみオンとなる信号が出力端子75から半導体スイッチ3のスイッチング信号として出力される。
【００４８】
さらに、反転回路65は半導体スイッチ3のスイッチング信号を反転させ、この反転信号の立ち上がりからカウンタ回路67がカウントを開始し、所定のカウントに達した時点でフリップフロップ回路66をリセットし、出力端子76から半導体スイッチ5のスイッチング信号として出力する。これにより、半導体スイッチ3のスイッチング信号の立ち下がりから上記所定のカウントに達する時間のみオンとなる信号が出力端子76から半導体スイッチ5のスイッチング信号として出力される。
【００４９】
カウンタ回路69は、半導体スイッチ1のスイッチ信号(クロック信号)の立ち上がりからカウントを開始し、所定のカウントに達した時点でフリップフロップ回路68をリセットすることにより、半導体スイッチ1のスイッチング信号の立ち上がりから上記所定のカウントに達する時間のみオンとなる信号が出力端子77から半導体スイッチ4のスイッチング信号として出力される。
【００５０】
反転回路70は半導体スイッチ4のスイッチング信号を反転させ、この反転信号の立ち上がりからカウンタ回路72がカウントを開始し、所定のカウントに達した時点でフリップフロップ回路71をリセットし、出力端子78から半導体スイッチ6のスイッチング信号として出力する。これにより、半導体スイッチ4のスイッチング信号の立ち下がりから上記所定のカウントに達する時間のみオンとなる信号が出力端子78から半導体スイッチ6のスイッチング信号として出力される。
【００５１】
図4(b)のスイッチングパターン信号により、主コイル53aに供給される交流電圧Vmは、半導体スイッチ2と半導体スイッチ3が同時にオンになる期間に、Vcomに対して正電圧で、半導体スイッチ1と半導体スイッチ4が同時にオンになる期間にVcomに対して負電圧となる。交流電圧Vmの周期は、クロック信号と周期と等しい。一方、補助コイル53bに供給される交流電圧Vsは、半導体スイッチ2と半導体スイッチ5が同時にオンになる期間にVcomに対して正電圧で、半導体スイッチ1と半導体スイッチ4が同時にオンになる期間にVcomに対して負電圧となる。交流電圧Vsの周期は、クロック信号の周期と等しい。交流電圧Vmと交流電圧Vsは、図4(b)から明らかなように90°位相がずれているため、固定子コイル53は回転磁界を発生し、回転子コイル52を回転させることができる。
【００５２】
また、カウンタ回路64，67，69，72に設定されているカウント数を変更することで、図4(b)のパルス幅Dを変更することができるため、交流電圧Vm、Vsの出力電圧を調整できる。
【００５３】
これにより、起動用スイッチングパターン信号と定常用スイッチングパターン信号によって三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に出力される交流電圧を任意の値に設定することができる。よって、X線管球50の種類により起動時に必要な大きさのトルクが異なっていても、それに対応してパルス幅Dを調整し必要な交流電圧を設定することができるため、不必要な高電圧を供給する必要がなく、電力損失を低減できる。また、定常時にも、X線管球50の種類に応じて、回転に必要な最低限のパワーを供給することができるため、電力損失が低減できる。これにより、低電力で効率よく陽極の回転駆動が可能であるとともに、電力損失による発熱を防ぐことができるため、冷却設備を簡便にすることができる。よって、移動用X線撮影装置等のように小さな電源で稼働でき、小型の冷却設備の装置を提供することができる。
他の構成、動作および効果は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５４】
なお、上述の第1及び第2の実施形態では、起動時と定常時とで異なるスイッチングパターン信号を生成する例について説明したが、X線管50の種類によっては、起動時と定常時に同じ交流電圧を設定する場合もある。この場合、起動時と定常時とで同じスイッチングパターンを用いることが可能である。
【００５５】
以上に説明したように、本発明の第1及び第2の実施形態の陽極回転駆動装置では、非常に簡単なデジタル回路で、スイッチングパターン出力部14を構成できるため、X線管の陽極回転駆動装置を小型軽量化できるという効果がある。
【００５６】
(第3の実施形態)
第3の実施形態として、第1および第2の実施形態の陽極回転駆動装置を用いたX線高電圧装置について、図5を用いて説明する。
【００５７】
X線高電圧装置700は、図5に示すように、位相シフト型のインバータ回路部100と、直流電源300と、その制御回路730と、電流検出器500と、高電圧変圧器710と、整流回路720とを含み、整流回路720はX線管50に接続されている。制御回路730は、インバータ駆動回路部200と、フィラメント加熱回路731と、陽極回転駆動装置732とを備えている。陽極回転駆動装置732としては、第1または第2の実施の形態の装置を用いる。
【００５８】
直流電源300は、位相シフト型のインバータ回路部100に接続されている。インバータ回路部100出力である高周波電圧は、高電圧変圧器710により絶縁され且つ高電圧に変換され、整流回路720により整流されることにより、直流電圧となる。整流回路72から出力される直流高電圧はX線管50に印加され、X線となって被検体に照射される。X線管50に印加された電圧と電流は各々検出値としてX線高電圧装置700内の制御回路730に入力される。制御回路730のインバータ駆動回路部200には、位相シフト型インバータ回路部100の出力電流を検出する電流センサ500が接続され、位相シフト型インバータ1内部の半導体スイッチを駆動する。
【００５９】
フィラメント加熱回路731は、X線管50のフィラメントを加熱する。これにより、X線管50では加熱されたフィラメントから熱電子が飛び出し、陽極ターゲット51に衝突することで熱とX線を生成する。熱電子が衝突する陽極ターゲット51は、第1及び第2の実施形態の陽極回転駆動装置732により回転される。
【００６０】
また、本実施形態のX線高電圧装置を用いることによりX線撮影装置やX線CT装置を構成することが可能である。陽極回転駆動装置732として第1及び第2の実施形態の装置を用いることにより、小型軽量でエネルギーを効率よく利用して陽極回転ができるため、小型で軽量のX線撮影装置やX線CT装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６１】
1〜6  半導体スイッチ、11  直流電源、12  三相フルブリッジインバータ回路、13  制御回路、14  スイッチングパターン出力部、15  スイッチング信号発生器、21  クロック発生部、22、24  反転回路、23  遅延回路、25〜28  出力端子、31〜33  アーム、50  X線管、51  陽極ターゲット、52  回転子コイル、53  固定子コイル、53a  主コイル、53b  補助コイル、54  X線管球、62、65，70  反転回路、63，66，68、71  フリップフロップ、64，67，69，72  カウンタ回路、73〜78  出力端子、100  インバータ回路、200  インバータ回路駆動部、700  X線高電圧装置、710  高電圧変圧器、720  整流回路、730  制御回路、731  フィラメント加熱回路、732  陽極回転駆動装置
【図１】
2012073983.tif 000003
【図２】
2012073983.tif 000004
【図３】
2012073983.tif 000005
【図４】
2012073983.tif 000006
【図５】
2012073983.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月22日(2013.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、
2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオンオフするスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部とを有し、
前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、
前記スイッチングパターン信号生成部は、第1及び第2の反転回路と、遅延回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項２】
請求項1に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項３】
請求項1に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、所定の周波数のクロック信号を前記第1アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を前記第1の反転回路により反転させた信号を前記第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を前記遅延回路で所定の遅延時間Tだけ遅らせた信号を前記第2アームの第1半導体スイッチおよび第3アームの第2半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記遅延回路の出力を第2の反転回路で反転させた信号を、前記第2アームの第2半導体スイッチおよび前記第3アームの第1半導体スイッチのスイッチング信号とすることを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項４】
請求項1に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、前記遅延回路の遅延時間を2種類以上に異ならせることにより、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項５】
二相陽極回転機構を備えるX線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、前記X線管の陽極を回転させる陽極回転駆動装置とを備えたX線撮影装置であって、
前記陽極回転駆動装置として、前記請求項1の陽極回転駆動装置を用いることを特徴とするX線撮影装置。
【請求項６】
主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、
2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオンオフするスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部と、を有し、前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、
前記スイッチングパターン信号生成部は、反転回路と、所定のタイミングから所定の時間のみオン信号を出力する、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項７】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項８】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、所定の周波数のクロック信号を前記第1アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号を反転回路により反転させた信号を前記第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第1アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号がオンになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第1のオン信号出力回路で生成して前記第2アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第2アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号がオフになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第2のオン信号出力回路で生成して前記第3アームの第1の半導体スイッチのスイッチング信号とし、前記クロック信号がオンになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第3のオン信号出力回路で生成して前記第2アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とし、当該第2アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号がオフになるタイミングから所定の時間のみオンになる信号を前記第4のオン信号出力回路で生成して前記第3アームの第2の半導体スイッチのスイッチング信号とすることを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項９】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記スイッチングパターン信号生成部は、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路のオン信号を出力する時間を2種類以上に異ならせることにより、出力電圧の異なる2種類以上の、前記第1及び第2の交流電圧を発生させる前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項１０】
請求項6に記載の陽極回転駆動装置において、前記第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路は、フリップフロップ回路とカウンタ回路により構成されることを特徴とする陽極回転駆動装置。
【請求項１１】
二相陽極回転機構を備えるX線管に高電圧を供給する高電圧発生装置と、前記X線管の陽極を回転させる陽極回転駆動装置とを備えたX線撮影装置であって、
前記陽極回転駆動装置として、前記請求項6に記載の陽極回転駆動装置を用いることを特徴とするX線撮影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
電子衝撃面を移動して許容負荷を増大させる陽極回転式X線管は、レントゲン装置やX線CT装置等のX線撮影装置で非常に多く用いられている。陽極回転式のX線管には、起動に高速さを要する場合に用いる三相陽極回転機構と、機構が単純で安価な二相陽極回転機構の2種類がある。二相陽極回転機構は、2つの固定子コイルを用いて構成されており、それぞれに90°位相のずれた交流電圧を供給し、回転子コイルを回転させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかしながら、特許文献1では、マイクロコンピュータを用いて構成したベクトル変換器を用いて、2つの固定子コイルに対し、それぞれに90°位相のずれた交流電圧を供給しているため、回路構成が複雑となり、その分回路規模が大きくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の他の実施形態につき説明する。
本発明の陽極回転駆動装置は、主固定子コイルと補助固定子コイルとを含む二相陽極回転機構を備えるX線管の陽極回転駆動装置であって、2つの半導体スイッチを直列接続したアーム回路を3つ並列接続したインバータ回路部と、前記インバータ回路部の6つの半導体スイッチを所定のタイミングでそれぞれオンオフするスイッチングパターン信号を生成するスイッチングパターン信号生成部と、を有し、前記3つのアーム回路のうち、第1アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルの一端が接続され、第2アームの2つの半導体スイッチの中点には前記補助固定子コイルの一端が接続され、第3アームの2つの半導体スイッチの中点には、前記主固定子コイルおよび補助固定子コイルの他端が接続され、前記スイッチングパターン信号生成部は、反転回路と、所定のタイミングから所定の時間のみ前記オン信号を出力する、第1、第2、第3および第4のオン信号出力回路とを有し、前記主固定子コイルの一端に第1の交流電圧を、前記補助固定子コイルの一端に前記第1の交流電圧と位相が90°ずれた第2の交流電圧を供給するための前記スイッチングパターン信号を生成することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
X線管50は、傘状の陽極ターゲット51と、陽極ターゲット51に接続された回転子コイル52と、回転子コイル52の周囲に配置された固定子コイル53と、X線管球54とを備えている。陽極ターゲット51および回転子コイル52は、X線管球54の内側に配置され、固定子コイル53は、X線管球54の外側に配置される。固定子コイル53は、主コイル53aと補助コイル53bを含む。主コイル53aの一端に交流電圧Vmを、補助コイル53bの一端に、Vmに対して90°位相のずれた交流電圧Vsを供給し、主コイル53aと補助コイル53bの他端(共通端)にコモン電圧Vcomを供給すると、固定子コイル53が回転磁界を発生し、X線管球54内の回転子コイルが回転することにより、陽極が回転する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
半導体スイッチ1、2で構成される第1アーム31の半導体スイッチ1，2の間(中点)に、主コイル53aおよび補助コイル53bの共通端が接続されている。半導体スイッチ3、4で構成される第2アーム32の半導体スイッチ3，4の中点に、主コイル53aの一端が接続されている。半導体スイッチ5，6で構成される第3アーム33の半導体スイッチ5，6の中点に、補助コイル53bの一端が接続されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
起動用スイッチングパターンは、例えば500V、60Hzの交流高電圧(高速回転時)を三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に出力させるためのスイッチングパターンである。これにより、高電圧で大きな起動トルクを生じさせて、回転子コイル52および陽極ターゲット51を回転させ起動させる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
起動用および定常用スイッチングパターン信号を生成するため図2(a)の回路について説明する。図2(a)のように、スイッチングパターン出力部14は、クロック発生部21と、クロック発生部21のクロック信号を反転させる反転回路22と、クロック信号を所定の時間だけ遅延させる遅延回路23と、遅延回路23の出力を反転させる反転回路24と、4つの出力端子25〜28を備えている。出力端子25は、クロック発生部21のクロック信号をそのまま出力する端子であり、この出力が、図2(b)に示すように半導体スイッチ1のスイッチング信号となる。出力端子26は、クロック信号を反転回路24で反転させた信号を出力し、この信号が半導体スイッチ2のスイッチング信号となる。出力端子27は、クロック信号を遅延回路23により、遅延時間Tだけ遅延させた信号を出力し、この信号が半導体スイッチ3および6のスイッチング信号となる。出力端子28は、遅延回路23の出力を反転回路24で反転させた信号を出力し、この信号が半導体スイッチ4および5のスイッチング信号となる。これにより、図2(b)のように6つの半導体スイッチ1〜6をスイッチングするタイミングを示すスイッチングパターン信号がスイッチングパターン出力部14により生成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
X線高電圧装置のインバータ駆動回路は、陽極ターゲット51の回転が起動中か、または、二相交流電圧の周波数で決まる設定回転数である定常回転数に達したかを指示する起動／定常切り換え信号を出力する。スイッチングパターン出力部14は、受け取った起動／定常切り換え信号が起動側に設定されている場合、図2(a)の回路の遅延回路に起動用遅延時間T1を設定し、図2(b)の起動用スイッチングパターンを出力する。スイッチング信号発生器15が起動用スイッチングパターン信号に対応して三相フルブリッジインバータ回路12の半導体スイッチ1〜6をオンオフすることにより、例えば500V、60Hzの二相交流電圧Vm，Vsが二相陽極回転機構の固定子コイル53に供給される。一方、スイッチングパターン出力部14は、受け取った起動／定常切り換え信号が定常側に設定されている場合、図2(a)の回路の遅延回路に定常用遅延時間T2を設定し、図2(b)の定常用スイッチングパターン信号を出力する。スイッチング信号発生器15が定常用スイッチングパターン信号に対応して三相フルブリッジインバータ回路12の半導体スイッチ1〜6をオンオフすることにより、例えば100V、60Hzの二相交流電圧Vm，Vsが二相陽極回転機構の固定子コイル53に供給される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図3のように、スイッチング信号発生部15は、駆動／停止切り換え信号＞制動信号＞起動停止切り換え信号の順に優先させて、対応するスイッチングパターン信号を発生させることにより、陽極回転機構の動作を制御している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
これにより、起動用スイッチングパターン信号と定常用スイッチングパターン信号によって三相フルブリッジインバータ回路12から固定子コイル53に出力される交流電圧を任意の値に設定することができる。よって、X線管50の種類により起動時に必要な大きさのトルクが異なっていても、それに対応してパルス幅Dを調整し必要な交流電圧を設定することができるため、不必要な高電圧を供給する必要がなく、電力損失を低減できる。また、定常時にも、X線管50の種類に応じて、回転に必要な最低限のパワーを供給することができるため、電力損失が低減できる。これにより、低電力で効率よく陽極の回転駆動が可能であるとともに、電力損失による発熱を防ぐことができるため、冷却設備を簡便にすることができる。よって、移動用X線撮影装置等のように小さな電源で稼働でき、小型の冷却設備の装置を提供することができる。
他の構成、動作および効果は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
直流電源300は、位相シフト型のインバータ回路部100に接続されている。インバータ回路部100出力である高周波電圧は、高電圧変圧器710により高電圧に変換され、整流回路720により整流されることにより、直流電圧となる。整流回路72から出力される直流高電圧はX線管50に印加され、X線となって被検体に照射される。X線管50に印加された電圧と電流は各々検出値としてX線高電圧装置700内の制御回路730に入力される。制御回路730のインバータ駆動回路部200には、位相シフト型インバータ回路部100の出力電流を検出する電流センサ500が接続され、位相シフト型インバータ回路部100内部の半導体スイッチを駆動する。
【国際調査報告】
2012073983.tif 000008
2012073983.tif 000009
2012073983.tif 000010
2012073983.tif 000011