(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧出力端子と、第1の交流電流入力端子および第2の交流電流入力端子とを有する電圧増倍器と、
前記電圧増倍器の前記第1の交流電流入力端子および前記第2の交流電流入力端子にそれぞれ電気的に接続された第1の出力端子および第2の出力端子を有する出力変圧器コイルと、
第1の入力端子および第2の入力端子を有し、前記出力変圧器コイルと同軸状に配置され、誘導的に結合された入力変圧器コイルとを備え、
前記出力変圧器コイルが、前記電圧増倍器の基準電圧を定義するための中央タップを前記第1の出力端子と前記第2の出力端子との間に有し、
前記入力変圧器コイルおよび前記出力変圧器コイルが、相対的に軸方向に移動可能である、X線装置用の高電圧発生器。
【請求項２】
前記中央タップが、両側に等数のコイル巻数を有する、請求項1に記載の高電圧発生器。
【請求項３】
前記入力変圧器コイルおよび前記出力変圧器コイルが、円筒形である、請求項1または2に記載の高電圧発生器。
【請求項４】
高電圧出力端子、第1の交流電流入力端子および第2の交流電流入力端子、ならびに基準端子を有する電圧増倍器と、
出力変圧器コイルと、前記出力変圧器コイルと同軸状に配置され、誘導的に結合された入力変圧器コイルとを有する変圧器とを備え、
前記出力変圧器コイルが、前記電圧増倍器の前記第1の交流電流入力端子および前記第2の交流電流入力端子にそれぞれ電気的に接続された第1の出力端子および第2の出力端子と、前記基準端子に接続された前記第1の出力端子および前記第2の出力端子の中間にある前記コイル上の位置に配置された中央タップとを有し、
前記中央タップに対して前記第1の出力端子および前記第2の出力端子に提供される電圧が調整可能となるように、前記入力変圧器コイルおよび前記出力変圧器コイルが、相対的に軸方向に移動可能である、X線装置用の高電圧発生器。
【請求項５】
前記電圧増倍器が、全波コックロフトウォルトン電圧増倍器である、請求項4に記載の高電圧発生器。
【請求項６】
前記電圧増倍器が、多段電圧増倍器として直列に配置された複数の電圧増倍器の1つである、請求項4または5に記載の高電圧発生器。
【請求項７】
請求項1から6のいずれか一項に記載の高電圧発生器と、電子放出陰極と、陽極とを備え、前記高電圧発生器の出力が、前記電子放出陰極に電気的に接続されており、前記陽極が、電気的にグランドに接続可能である、電子ビーム発生器。
【請求項８】
請求項7に記載の電子ビーム発生器と、前記陽極から前記陰極に向かって放出された電子ビームによる照射のためのX線標的とを備える、X線装置。
【請求項９】
前記X線標的へ入射する前記ビームのビーム電流リップルを測定するために配置されたビーム電流リップル測定デバイスをさらに備える、請求項8に記載のX線装置。
【請求項１０】
前記ビーム電流リップル測定デバイスが、
前記陽極がグランドに接続された状態において前記X線標的と前記陽極との間に電気的に接続された抵抗器と、
前記抵抗器における電圧降下を測定するために配置された電圧測定デバイスと
を備える、請求項9に記載のX線装置。
【請求項１１】
前記電圧増倍器の高電圧リップルを測定するために配置された高電圧リップル測定デバイスをさらに備える、請求項8に記載のX線装置。
【請求項１２】
前記高電圧リップル測定デバイスが、
i)前記電圧増倍器の前記出力端子に電気的に接続された基準電極と、ii)前記陽極がグランドへの直接接続部から絶縁されている状態にある前記陽極との間に形成されるコンデンサと、
前記陽極をグランドへの直接接続部から絶縁するように適合された絶縁装置と、
前記陽極とグランドとの間に電気的に接続された抵抗器と、
前記陽極およびグランドにそれぞれ電気的に接続された導体を有する同軸ケーブルと、
前記同軸ケーブルを介して前記抵抗器における電圧降下を測定するために配置された電圧測定デバイスと
を備える、請求項11に記載のX線装置。
【請求項１３】
前記基準電極が、前記高電圧発生器の少なくとも一部を取り囲むように設けられたシールド電極である、請求項12に記載のX線装置。
【請求項１４】
前記基準電極が、前記陽極の少なくとも一部を取り囲むように設けられたシールド電極である、請求項12に記載のX線装置。
【請求項１５】
前記絶縁装置が、前記陽極と接地された部品との間に配置された非導電性要素である、請求項12、13または14に記載のX線装置。
【請求項１６】
前記電圧増倍器の前記高電圧出力端子において高電圧リップルを測定するステップと、
前記変圧器の入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイルを相対的に移動させて、リップル振幅の縮小またはリップル対称性の改善を達成するステップと
を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の高電圧発生器を調整する方法。
【請求項１７】
前記電圧増倍器の前記高電圧出力端子における高電圧リップルおよび前記X線標的へ入射する前記ビームのビーム電流リップルのうちの1つを測定するステップと、
前記変圧器の入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイルを相対的に移動させて、リップル振幅の縮小またはリップル対称性の改善を達成するステップと
を含む、請求項8から15のいずれか一項に記載のX線装置を調整する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、X線装置用の高電圧発生器に関し、さらに、高電圧発生器を備える電子ビーム発生器、および電子ビーム発生器を備えるX線装置に関する。本開示は、さらに、高電圧発生器を構成する方法およびX線装置を構成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に撮像目的で使用される、現代のX線発生装置は、X線ビームを発生させるために、通常は高Z(高原子番号)標的、典型的にはタングステン標的へ入射する電子ビームを使用する。典型的には、電子ビームの生成は、典型的には80kVを超える高負電位まで高められた加熱陰極から熱電子を放出することと、それによって生成された電子を、陰極と比べて相対的により低い負電位に保たれた陽極に向かって加速させることによって電子を生成することを含む。
【０００３】
従来は、電圧増倍器を使用して、比較的低電圧の駆動源からの高いビームエネルギーに必要とされる高電圧を達成している。しかしながら、電圧増倍器ならびに不完全な駆動回路において使用される構成要素の特性の自然なばらつきは、電圧増倍器における電気応力の発生、および所与の高電圧発生器構成の理論上の理想性能と比べて低下した性能につながり得る。
【０００４】
X線装置の性能は、典型的には、電子ビームの品質および電子ビームを発生させるために採用される装置の信頼性に大きく依存している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、最適性能の実現により近づくことができる高電圧発生器の構成、およびこのような性能を達成するように当該発生器を調整する方法の必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第1の態様によれば、高電圧出力端子と、第1の交流電流入力端子および第2の交流電流入力端子とを有する電圧増倍器と、電圧増倍器の第1の入力端子および第2の入力端子にそれぞれ電気的に接続された第1の出力端子および第2の出力端子を有する出力変圧器コイルと、第1の入力端子および第2の入力端子を有し、出力変圧器コイルと同軸状に配置され、誘導的に結合された入力変圧器コイルとを備え、入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイルが、相対的に軸方向に移動可能である、X線装置用の高電圧発生器が、提供されている。
【０００７】
1つの構成では、出力コイルは、電圧増倍器の基準電圧を定義するための中央タップを第1の入力端子と第2の入力端子との間に有する。
【０００８】
1つの構成では、中央タップは、両側に等数のコイル巻線を有する。
【０００９】
1つの構成では、入力コイルおよび出力コイルは、円筒形である。
【００１０】
第2の態様によれば、高電圧出力端子、第1の交流電流入力端子および第2の交流電流入力端子、ならびに基準端子を有する電圧増倍器と、出力変圧器コイルを有する変圧器とを備え、出力変圧器コイルが、電圧増倍器の第1の入力端子および第2の入力端子にそれぞれ電気的に接続された第1の出力端子および第2の出力端子と、基準端子に接続された第1の出力端子および第2の出力端子の中間にあるコイル上の位置に配置された中央タップとを有し、中央タップに対して第1の出力端子および第2の出力端子に提供される電圧が調整可能となるように、変圧器は調整可能である、X線装置用の高電圧発生器が、提供されている。
【００１１】
1つの構成では、電圧増倍器は、全波コックロフトウォルトン電圧増倍器である。
【００１２】
1つの構成では、電圧増倍器は、多段電圧増倍器として直列に配置された複数の電圧増倍器の1つである。
【００１３】
第3の態様によれば、第1の態様および第2の態様のうちの1つによる高電圧発生器と、電子放出陰極と、陽極とを備え、高電圧発生器の出力が、電子放出陰極に電気的に接続されており、陽極が、グランドに電気的に接続可能である、電子ビーム発生器が、提供されている。
【００１４】
第4の態様によれば、第3の態様による電子ビーム発生器と、陽極から陰極に向かって放出された電子ビームによる照射のためのX線標的とを含むX線装置が、提供されている。
【００１５】
1つの構成では、X線装置は、X線標的へ入射するビームのビーム電流リップルを測定するために配置されたビーム電流リップル測定デバイスをさらに備える。
【００１６】
1つの構成では、ビーム電流リップル測定デバイスは、陽極がグランドに接続された状態においてX線標的と陽極との間に電気的に接続された抵抗器と、抵抗器における電圧降下を測定するために配置された電圧測定デバイスとを備える。
【００１７】
1つの構成では、X線装置は、電圧増倍器の高電圧リップルを測定するために配置された高電圧リップル測定デバイスをさらに備える。
【００１８】
1つの構成では、高電圧リップル測定デバイスは、i)電圧増倍器の出力端子に電気的に接続された基準電極と、ii)陽極がグランドへの直接接続部から絶縁されている状態にある陽極との間に形成されるコンデンサと、陽極をグランドへの直接接続部から絶縁するように適合された絶縁装置と、陽極とグランドとの間に電気的に接続された抵抗器と、陽極およびグランドにそれぞれ電気的に接続された導体を有する同軸ケーブルと、同軸ケーブルを介して抵抗器における電圧降下を測定するために配置された電圧測定デバイスとを備える。
【００１９】
1つの構成では、基準電極は、高電圧発生器の少なくとも一部を取り囲むように設けられたシールド電極である。
【００２０】
1つの構成では、基準電極は、陽極の少なくとも一部を取り囲むように設けられたシールド電極である。
【００２１】
1つの構成では、絶縁装置は、陽極と接地された部品との間に配置された非導電性要素である。
【００２２】
第5の態様によれば、電圧増倍器の出力端子において高電圧リップルを測定するステップと、変圧器の入力コイルおよび出力コイルを相対的に移動させて、リップル振幅の縮小またはリップル対称性の改善を達成するステップとを含む、第1の態様による高電圧発生器を構成する方法が、提供されている。
【００２３】
第6の態様によれば、電圧増倍器の出力端子における高電圧リップルおよびX線標的へ入射するビームのビーム電流リップルのうちの1つを測定するステップと、変圧器の入力コイルおよび出力コイルを相対的に移動させて、リップル振幅の縮小またはリップル対称性の改善を達成するステップとを含む、第3の態様によるX線装置を構成する方法が、提供されている。
【００２４】
これらの態様のそれぞれの効果および利点、ならびにそれらのさまざまな構成および変形例は、以下の開示から明らかとなろう。
【００２５】
本開示をより良く理解するために、そして本開示を実施することができる方法を示すために、添付図面が、ほんの一例として参照されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】典型的なまたは半波長のコックロフトウォルトン電圧増倍器を示す図である。
【図２】典型的な全波コックロフトウォルトン電圧増倍器を示す図である。
【図３】本発明の第1の実施形態によるX線装置を示す図である。
【図４】本発明と共に使用可能な変圧器構成を示す図である。
【図５】本発明の第2の実施形態によるX線装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明者は、高電圧発生器の出力における電圧リップルは、高電圧発生器の全体的な電気的対称性の程度についての重要な指標であり、対称性を測定して、それに基づいて対称性を最適化するのに適切なパラメータであると認識している。さらに、本発明者は、変圧器の対称性が調整可能である、調整可能な駆動変圧器を提供することによって、特に、入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイルを、相対的に軸方向に移動可能であるようにすることによって、高電圧発生器の全体的対称性は、調整することができて、全体的な性能が改善されると、認識している。
【００２８】
X線装置用の高電圧発生器で使用される代表的な電圧増倍器は、図1に示すコックロフトウォルトン発生器である。コックロフトウォルトン発生器では、コンデンサCおよびダイオードDの梯子型回路網が使用されて、入力端子V+と基準端子V0との間に印加された、図1においてVACとして示される入力交流電圧を、出力端子VHVに示される高電圧に変換する。高電圧は、接地されていると推測され得る基準端子V0に対して発生される。
【００２９】
図示のように、コックロフトウォルトン発生器の基盤である、コックロフトウォルトン回路網は、同数の名目上同一のコンデンサの2つの直列配列で構成されており、直列配列の間に、名目上同一のダイオードが平行に配置されている。ダイオードは、順方向を交互に切り換えて配置されており、一方の直列(第1の直列)の各コンデンサの出力を、他方の直列(第2の直列)の対応するコンデンサの入力と接続している。したがって、第1の直列の第n番目のコンデンサの出力は、第1の直列から第2の直列に向けて配列された順方向を有するダイオードによって、第2の直列の第n番目のコンデンサの入力と接続され、第2の直列の第n番目のコンデンサの出力は、第2の直列から第1の直列に向けて配列された順方向を有するダイオードによって、第1の直列のn+1番目のコンデンサの入力と接続される。VHVが、定常状態直流電流および電圧源を提供すれば理想的ではあるが、実際には、振動交流電流成分が、VHVで整流された電圧および電流の中に存在しており、出力リップルと称される。
【００３０】
図1に示すいわゆる半波長構成は、コックロフトウォルトン発生器の中で最も単純な型であるが、さらなる変形例を、図2に示す。具体的には、図2は、平行な、分担型に配置された2つの半波長回路網、共通の直列コンデンサと考えられ得る、いわゆる全波コックロフトウォルトンを示している。それぞれの非共通コンデンサ直列の、いわゆる同相入力端子V+および異相入力端子V-は、共通の直列のコンデンサに接続されており、発生器に関する基準電圧を定義する中央V0基準端子に対して、互いに異なる位相で駆動される。基準端子V0は、接地されていると推測され得る。入力駆動端子V+およびV-における電圧が中央V0基準端子の基準電圧を中心に逆位相で振動する際に、回路網は、出力端子VHVで、基準電圧に対して整流された直流電圧を発生させる。
【００３１】
図1の構成に比べて、図2の構成は、リップル振幅は相対的に縮小しているが、リップル周波数は相対的に2倍になっており、同等の交流駆動供給状態で、図1の半波長の構成より相対的により高い出力電力を送給することが可能である。したがって、これは、X線発生器において一般的に使用されている。
【００３２】
出力リップルは、その経時的な平均振幅およびその対称性の両方を特徴とする。対称リップル波形は、時間に関して同一かつ対称な整流出力の連続的ピークを有する。非対称リップル波形は、異なる振幅の交互ピークを特徴とし、および/または非対称リップル波形は、時間的に対称ではなく、すなわち、それらの上昇側および下降側は、異なる形状をしている。対称リップル波形は、経時的に相対的により低いリップル平均振幅と、相対的により高い出力電圧と、したがって高電圧発生の相対的により高い効率とに関連している。
【００３３】
図1および図2の電圧発生器のそれぞれは、VACとして示される振動電圧によって駆動される。図1では、VACは、電圧増倍器の基準端子V0と電圧増倍器の入力端子V+との間に接続される。図2の構成では、基準電圧V0周辺で所与の振幅で振動するとみなされる振動入力電圧VACは、典型的にはグランドである基準電圧V0を定義する電圧源に中央V0端子が接続された状態で、全波コックロフトウォルトン電圧増倍器の2つの異相入力端子V+とV-との間に接続される。
【００３４】
多くの場合、振動電圧VACは、電圧増倍器の入力端子に接続された、第2のコイル、すなわち出力コイルと、出力コイルと同軸状に配置され、出力コイルに誘導的に結合された、第1のコイル、すなわち入力コイルとで構成される高電圧逓昇変圧器によって提供される。入力コイルが適切なより低い電圧の交流電源によって駆動される場合、出力コイルは、出力交流電圧による電圧増倍器を駆動し、出力交流電圧は、入力コイルと出力コイルとの間の誘導結合による入力交流電圧に関連している。入力コイルと比べて出力コイルの巻数を増すことによって、出力コイルは、入力コイルの入力端子において提供された入力電圧より、比較的により大きな出力端子における電圧を生成し、したがって、高電圧発生器における初期電圧上昇をもたらす。
【００３５】
図2および類似の回路網の全波構成を駆動するためには、中央タップ出力コイルを備えた変圧器を使用するのは、典型的であり、そこでは、出力コイルのそれぞれの端部に設けられたそれぞれの出力端子は、V+入力端子およびV-入力端子に接続されており、中心コイルタップが、V0基準端子に接続されていて、それによって、高電圧発生器用の基準電圧を決定している。
【００３６】
図3は、本発明の第1の実施形態による、X線装置における図2の電圧増倍器の適用例を示す。
【００３７】
図3に示すX線装置100は、3つの主要な区分を有する。第1の区分は、駆動変圧器区分10であり、入力コイル11と、出力コイル12と、変圧器コア13とを備える。出力コイル12は、入力コイル11の周囲に円筒状に巻き付けられており、コイルの同じ実際の長さの上に、入力コイル11より単位長当たり適切に多い数の巻数を有している。出力コイル12は、各端部に異相出力端子と、出力端子の間に位置付けられた中央コイルタップとを提供している。コイルの各端部に発生した電圧が、中央タップに対して、振幅は等しいけれども、逆位相となるべく、出力コイル12の同じ回転数が、中央タップの両側に配置されるように、中央タップが配置されれば好ましい。入力コイル11は、例えば高周波インバータから得ることができる、交流供給部40によって駆動される。
【００３８】
第2の変圧器コイル12の各端部にある出力端子は、本質的に、図2に示すものと同じ構成を有する、電圧増倍器20のそれぞれの駆動入力に接続される。第2の変圧器コイル12の中央タップは、直接的に、または共通基準グランドへの接続部を介して電圧増倍器20の基準入力に接続される。
【００３９】
電圧増倍器の出力は、電子ビームBを発生するための被加熱出力陰極31と、少なくとも、ビームBによって画定される軸に対して垂直な平面上で陰極を取り囲んでいるウェーネルト円筒37と、電子ビームを透過させるための開口32aを有する接地された陽極32と、X線発生標的33とを備える電子ビーム発生区分30に高電圧を供給するように配置される。ウェーネルト円筒37は、格子と呼ばれることもあり、ビームを形づくる陰極31よりわずかに少ない負電位に保たれている。出力陰極31は、本明細書では、電子の熱電子放出を達成するために電流によって加熱されるフィラメントである。ウェーネルト円筒37および陰極31の相対的電位は、格子制御装置38によって制御され、一方で、陰極31は、フィラメント供給部36によって制御されながら、電流をそれに通すことによって加熱される。陰極31から放出された電子ビームが標的33に当たると、それによって、X線が生成されるように、X線標的33は、タングステンなどの高Z材料で作られる。図3に示す少なくともX線発生区分30は、通常、陰極31から放出される電子ビームが、封包物の内側で比較的長い距離にわたって透過することを可能にするために、接地された真空封包物の中に包囲される。
【００４０】
図3に示す実施形態の変圧器区分10は、入力コイル11および出力コイル12が、互いに対して相対的に軸方向に移動可能であり得るように構成される。この構成は、図4に示される。
【００４１】
図4では、出力コイル12は、入力コイル11を同軸上に取り囲むように、適切な成形具上で円筒状に巻き付けられるように示される。入力コイル11も同様に、適切な成形具上で円筒状に巻き付けられ、変圧器コア13を取り囲んでいる。ここでは、「同軸上に」は、必ずしも空間に共通軸を有しているというのではなく、共通の軸方向を有する入力コイルおよび出力コイルという意味で使用されている。
【００４２】
しかしながら、高電圧発生器用の従来型の入力変圧器とは異なり、出力コイル12は、例えばつまみ、レバー、または止めねじによって動かすことができるロッド14を用いて、入力コイル11に沿って軸方向に変位され得る。出力コイルを入力コイルに対して軸方向に移動させることによって、変圧器のそれぞれの半分とそれぞれ隣接している入力コイルおよび出力コイルの回転数は、変えられる。したがって、概念上接地された中央タップに関する二次巻線12のそれぞれの端部で生じた電圧の振幅は、調整される。それによって、電圧増倍器区分20のそれぞれの側への入力電圧は、基準入力に対して、同様に相互に調整される。
【００４３】
この構成は、変圧器が高電圧発生器に組み込まれる前に、通常、入力変圧器コイルおよび外側の出力変圧器コイルの相対的位置に関して固定される、知られている入力変圧器構成とは異なっている。
【００４４】
こうした構成は、高電圧発生器の全体的な対称性が、改善され得るように、駆動波形の全体的な対称性が調整されること、および電圧の非対称がそれによって補われることを可能にする。こうした非対称は、例えば変圧器における巻付けの不正確さ、または電圧増倍器を構成するコンデンサおよびダイオードの成分値変動から発生する可能性がある。
【００４５】
駆動電圧の対称性を調整することができるようにし、それによって、発生器全体的の対称性を最適化することが可能になることで、出力リップルは、より高い対称性を有するようになって、その全体的振幅を縮小させることができる。したがって、高電圧発生器の効率は、改善され得る。
【００４６】
図3の発生器を構成するときに、操作者は、ビーム電流のリップルの振幅および対称性の一方または両方を監視することによって、最適な対称性の位置が達成され、したがって、電圧増倍器の出力における最小の高電圧リップルの位置が、達成される時点を判定することができる。図3に示される構成は、このような測定がより好都合に行なわれることができるように配置されている。特に、標的33は、直接的に接地されておらず、標的33は、抵抗器34を介して接地されている。オシロスコープまたは交流電圧計などの電圧測定デバイス35は、抵抗器34を横切って、すなわち標的33とグランドとの間で、接地された封包物への接続部を用いるなどして直接接続されていて、ビーム電流リップルの振幅の測定を可能にしている。
【００４７】
ビーム電流リップルの振幅は、電圧増倍器の出力電圧リップルの振幅のためのプロキシとしての機能を果たす。経時的に平均化した最小のビーム電流リップル振幅、または最大のリップル波形対称性を達成するために、ビーム電流リップルの測定された振幅を観察しながら、入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイルの相対的軸位置は、操作者によって調整され得る。したがって、最適対称性の位置は、達成され、次いで、入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイル11および12は、機械が動作されながら、適位置に永久的に設定され得る、または一時的に保持され得る。特に、図3の構成は、抵抗器34を適切なジャンパでバイパスすることができるように、標的33が、動作の間、陽極32と同じ電位に保たれるように配置され得る、またはそれによって標的33と陽極32との間に生まれる小さい電圧差が許容できる場合には、抵抗器は、動作の間、図3に示すように構成されたままであり得る。このような状態においては、電圧測定デバイス35は、動作の間、ビーム電流リップルが、許容可能なパラメータの外に逸脱しないことを確実にするために、監視され得る。
【００４８】
上記の開示は、主としてコックロフトウォルトン電圧増倍器、特に全波コックロフトウォルトン電圧増倍器に関して着目しているが、この原理は、当業者であれば容易に判定されるように、類似原理または関連原理で動作する他の高電圧発生器の全体的対称性を調整することにも適用できる。
【００４９】
図5は、本発明の代替実施形態を示す。変圧器区分および増倍器区分の詳細は示されてないが、それらは、図3に示すものと同等であると考えることができる。しかしながら、図5に示されるX線装置の実施形態は、少なくとも2つの電圧増倍器が、必要とされる出力電圧を提供するために直列に配置されている多段電圧発生器として構成されている。第1の電圧増倍器の出力端子は、第2の電圧増倍器の入力端子に直接接続されているが、図5の構成では、シールド電極51は、第2の電圧増倍器の少なくとも一部を取り囲むように配置されており、それによって第2の電圧増倍器の構成要素と接地された真空封包物53との間の電気放電を阻害している。さらなるシールド電極52が、図3の実施形態のウェーネルト37と類似の様式で、陰極31を取り囲み、それによって、電子ビームの焦点を改善するために、第2の電圧増倍器の出力端子に設けられている。陰極31は、図3の陰極31までの類似した様式で第2の電圧増倍器の出力端子から高電圧を供給される。電極51および52は、陰極31から陽極32に向かって方向Bで伝播する電子ビームの通過が可能になるように配置された開口51aおよび52aをそれぞれ有する。図5の構成における陽極32は、接地された封包物53または支持部品などの他の通常接地される部品から、本明細書ではOリングなどの非導電性密封部材である絶縁装置54によって絶縁されている。さらなる電圧増倍器およびさらなるシールド電極を、要望通り同じように設けることができる。
【００５０】
陽極32を封包物53から絶縁することによって、電極51と陽極32との間の静電容量は、容量分圧器の1つのコンデンサとして使用することができ、ひいては、電圧増倍器の出力リップルを直接測定するのに用いることができる。具体的には、抵抗器55が、他の絶縁した陽極32および接地された封包物53との間に電気的に接続されていて、同軸ケーブルの2つの導体が、抵抗器55の陰極側およびグランド側にそれぞれ接続されている場合には、抵抗器55を備えた同軸ケーブル56の静電容量が、容量分圧器を完成させて、同軸ケーブル56の導体を横切って配置される電圧測定デバイス35が出力電圧リップルを直接測定することを可能にする。
【００５１】
図5の構成では、電圧増倍器の第1段の出力電圧リップルが、測定される。しかしながら、シールド電極51が省略される場合には、電圧増倍器の最終段の出力に接続されたシールド電極52と陽極32との間の静電容量を使用して、増倍器段全体の出力電圧リップルを測定することができる。
【００５２】
再び、図3の構成に関して言えば、抵抗器55は、装置の使用中、出力リップルを監視するための適所に置いておくことができる、または抵抗器55を導体でバイパスして、陽極を接地することを可能にすることができる。
【００５３】
それ以外には、配置の対称性を調整することは、図3の配置の対称性の調整に関する類似の方法で、入力変圧器コイルおよび出力変圧器コイルの軸位置を相対的に調整することによって実行することができる。
【００５４】
特に、図5に示す多段発生器に関して説明された容量分圧器を使用する測定原理は、図3に示す単段発生器に対して同様に適用することができ、図3に示す単段発生器に関して説明された直接測定原理は、図5に示す多段発生器に対して同様に適用することができる。
【００５５】
代替的な構成では、相対的に固定することができ、出力端子に対して中央タップの出力コイル上の位置を調整することを可能にし得る入力コイルおよび出力コイルを設けることによって変圧器の駆動対称性を調整することが、可能である。このような移動可能タップは、軸方向に沿って二次巻線を横断する滑りタップ接点を設けることによって実現することができる。そうすることによって、タップのそれぞれの側の二次コイルの回転数を多様にし、駆動電圧の対称性を調整するための代替的手段を提供する。
【００５６】
上で説明される原理および概念は、特有の制限なしに、多種多様な高電圧発生器、電子ビーム発生器、およびX線装置に適用することができる。特に、標的、電極、陰極または陽極幾何形状は、様々であり得、電圧発生器は、多段または単段の、遮蔽型または非遮蔽型であり得る。熟練した読者には明らかであるように、ビーム電流リップルまたは出力電圧リップルを測定するのに、さまざまな他の手段を用いることができる。さまざまな他の変圧器幾何形状および駆動構成が、制限なく可能である。
【００５７】
したがって、当業者であれば、本技術についての自身の共通の一般知識に照らして、開示されたものであれ、または上記から導出可能なものであれ、本発明の一部または全ての技術的な効果を保ちながら、本発明の範囲内で、自身の状況および要件を満たすように上記の開示を修正し適合させることが可能であると予想される。全てのこのような均等物、変形例、または適合例は、本明細書によって定義され、特許請求される本発明の範囲内に収まる。
【符号の説明】
【００５８】
10  駆動変圧器区分
11  入力コイル
12  出力コイル、変圧器コイル
13  変圧器コア
14  ロッド
20  電圧増倍器
30  電子ビーム発生区分
31  出力陰極
32  陽極
32a  開口
33  X線発生標的
34  抵抗器
35  電圧測定デバイス
36  フィラメント供給部
37  ウェーネルト円筒
38  格子制御装置
40  交流供給部
51  シールド電極
51a  開口
52  シールド電極
52a  開口
53  封包物
54  絶縁装置
55  抵抗器
56  同軸ケーブル
100  X線装置
C  コンデンサ
D  ダイオード
VAC  入力交流電圧
VHV  出力端子
V+  入力端子
V-  入力端子
V0  基準端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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