Ｘ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法
【課題】 撮影ボタンが通常よりも短い間に押された場合でも、フィラメント温度が上がりすぎず、Ｘ線管電流が設定値を越えてしまうことによる撮影像のばらつきを防止するＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法を提供する。
【解決手段】 予備加熱後の撮影開始タイミングでプリフラッシュを行うことによって、Ｘ線管フィラメントを加熱した後に、本加熱を行うＸ線管制御装置において、前記予備加熱の期間を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記Ｘ線管フィラメントに対して前記プリフラッシュの条件を変更して制御する制御手段とを設けた。
【解決手段】 予備加熱後の撮影開始タイミングでプリフラッシュを行うことによって、Ｘ線管フィラメントを加熱した後に、本加熱を行うＸ線管制御装置において、前記予備加熱の期間を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記Ｘ線管フィラメントに対して前記プリフラッシュの条件を変更して制御する制御手段とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置等に装備されるＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管装置では、陰極フィラメントに電流を流して加熱し、それにより放出された熱電子を高電圧により陽極のターゲットに衝突させることによりＸ線を発生させる。陰極から陽極への電子ビームにより流れる管電流の制御は、陰極フィラメントに流す電流を増減することにより行われるのが一般的である。フィラメント電流を増減させることによりフィラメントの温度が変化して、フィラメントから放出される熱電子の量が変化する。それに応じて管電流も変化する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
Ｘ線管のフィラメント温度を加減するにはフィラメント電流を増減させるが、フィラメントには熱慣性があるので、フィラメント電流の変動に対して温度が追随するのにはある程度（約１秒）の遅延が生じる。撮影ボタンが押された時、管電圧印加とともに、フィラメント電流の供給を開始する。上記熱慣性により、フィラメント温度が設定温度で安定するまでの約１秒程度の期間は、実際の管電流は設定値に達していない。
【０００４】
このように、撮影ボタンが押されてから、フィラメント温度が設定温度に達するまでの約１秒程度の期間は、実際の管電流は設定値に達していない。それによりこの期間の透視画像は、濃度不足を起こしており、診断を行う術者にとって最適とはなり得ない。
【０００５】
また、透視期間中に自動輝度補正を行う、つまり輝度レベルを安定させるように透視中に管電流をダイナミックに変更する場合にも、実際に管電流が設定値に変化するまでには遅れが生じることになり、被写体厚が急激に変わった場合などには透視像の輝度が安定するまでにある程度の時間を要する。
【０００６】
このような、管電流不足を解消する手法として、Ｘ線管装置のフィラメントを加熱するプリフラッシュというものがある。これは、Ｘ線管のフィラメント温度を短時間で立ち上げるための手法であり、Ｘ線管装置の「撮影ボタン」を押してから実際にＸ線が照射されるまでの時間を短くできるので、撮りたい画像をタイミングよく得ることができる。
【０００７】
ここで、前記「撮影ボタン」がいつ押されてもいいように、Ｘ線管のフィラメントを、撮影用に常時加熱しておけば、前記プリフラッシュの必要はない。しかし、常時加熱しておくと、Ｘ線管のフィラメントの寿命が加熱時間に反比例して短くなるので、このような方法は採用できず、結局プリフラッシュが用いられてきた。
【０００８】
【特許文献１】特公昭６０−１９６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記プリフラッシュは、Ｘ線高電圧装置の操作パネルで設定される撮影条件（Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流）によって決められるフィラメントの本加熱量Ｈ０に所定の定数Ａを乗じて（何割り増しかにして）、所定の時間Ｔにかける方式が採用される。なお、本加熱量Ｈ０は、Ｘ線高電圧装置の操作パネルで設定される撮影条件（Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流）によって決定される。
【００１０】
しかしながら、前の撮影が終わってからフィラメント温度が十分に下がってないうちに次の撮影を行った場合、すなわち、撮影間隔が短かった場合には、通常と同じようにプリフラッシュを行うと、フィラメントの温度が上がりすぎ、Ｘ線管電流が設定値を越えてしまい、結果として撮影像にばらつきが生じることがあった。
【００１１】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、撮影ボタンが通常よりも短い間に押された場合でも、フィラメント温度が上がりすぎず、Ｘ線管電流が設定値を越えてしまうことによる撮影像のばらつきを防止するＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係るＸ線管装置は、予備加熱後の撮影開始タイミングでプリフラッシュを行うことによって、Ｘ線管フィラメントを加熱した後に、前記Ｘ線管フィラメントの本加熱を行うＸ線管装置において、前記予備加熱の期間を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記プリフラッシュの条件を変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１に記載のＸ線管装置において、前記制御手段は、前記検出手段による検出結果が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１に記載のＸ線管装置において、前記制御手段は、前記予備加熱の期間と前記プリフラッシュの条件とを関連付けたテーブルを有し、前記検出手段による検出結果を基に前記テーブルを参照して前記検出結果に対応する前記プリフラッシュの条件に変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１〜３の何れかに記載のＸ線管装置において、前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ時における前記フィラメントの電圧、電流、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせであることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１〜４の何れかに記載のＸ線管装置において、前記検出手段は、前記予備加熱の期間を計時するタイマーであることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための、請求項６記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項５に記載のＸ線管装置において、前記タイマーは、前記撮影開始タイミングの間隔を用いて前記予備加熱の期間を計時することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための、請求項７記載の発明に係るＸ線管の加熱制御方法は、Ｘ線管フィラメントに対して予備加熱する予備加熱過程と、撮影開始信号を受けて前記予備加熱過程を終了させ、前記Ｘ線管フィラメントを加熱するプリフラッシュ過程と、前記プリフラッシュ過程終了後、前記Ｘ線管フィラメントを所定時間本加熱する本加熱過程とを有し、その本加熱過程後、再び予備加熱過程を行うＸ線管の加熱制御方法であって、前記プリフラッシュ過程は、前回の予備加熱過程を終了させた後、前回の予備加熱過程に要した時間を検出し、その検出した時間に対応するプリフラッシュ条件を制御することによって、前記Ｘ線フィラメントを加熱制御することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決するための、請求項８記載の発明に係るＸ線管の加熱制御方法は、請求項７に記載のＸ線管の加熱制御方法において、前記予備加熱過程に要した時間が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するための、請求項９記載の発明に係るＸ線管の加熱制御方法は、請求項７又は８に記載のＸ線管の加熱制御方法において、前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ過程における前記Ｘ線フィラメントの電流、電圧、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせにより制御可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、予備加熱時間（前回の撮影信号オフから撮影信号オンまでの時間）に応じてプリフラッシュ時のフィラメントの電力（電流／電圧）又はそれに要する時間を制御するようにしたので、プリフラッシュ後のフィラメントの温度が上がりすぎるということがなくなる。これは、Ｘ線管のフィラメントの温度が本加熱時において常に安定となることに繋がり、結果として安定したＸ線画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係るＸ線管装置を好ましい実施形態により説明する。Ｘ線管装置は、医用分野、非破壊検査分野等の様々な分野で適用されている。ここでは、医用分野を例に説明する。さらに、Ｘ線管装置は、医用分野の中でも、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ等様々な装置に装備される。管電流の制御機会の多いＸ線診断装置への適用を例に説明する。
【００２３】
Ｘ線診断装置について簡単に説明すると、Ｘ線診断装置では、Ｘ線管装置のＸ線管が、フラットパネル又はイメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせで構成されたＸ線検出器に対して被検体を挟んでアーム又はスタンドにより保持されている。Ｘ線検出器で検出されたＸ線信号に基づいて画像データが生成され、表示される。
【００２４】
本発明は、本加熱時におけるフィラメント温度のばらつきをなくし、安定したＸ線像を得る手法として、予備加熱時間の長さに応じて、プリフラッシュの電力量を制御する手法を本発明者が知見により想到したものである。従って、以下、Ｘ線管フィラメント制御電流やＸ線管フィラメントに印加される電圧は、本発明に係るＸ線管装置において前記電力に相対するものである。
【００２５】
図１は本実施形態に係るＸ線管装置の主要部の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線管装置は、グリッド制御Ｘ線管１０とＸ線高電圧装置２０と制御装置３０とから構成される。Ｘ線管１０は、内部が高真空に保持されているガラスバルブ１１を有する。ガラスバルブ１１には、一般的には回転式の陽極１２と、陰極とが収容される。陰極は、フィラメント１３と、図示しない集束電極とから構成される。陰極と陽極１１との間には、グリッド１４が配置される。
【００２６】
Ｘ線高電圧装置２０は、陽極１２と陰極との間に高電圧を印加するための高電圧電源２１と、高電圧電源２１の出力を制御する高電圧制御回路２２と、フィラメント１３にフィラメント制御電流を供給するフィラメント加熱電源２３と、陰極１３に対してグリッド１４に負のバイアス電圧（グリッド制御電圧）を印加するグリッド制御用電源２４と、フィラメント加熱電源２３とグリッド制御用電源２４を制御する陰極制御回路２５とを有する。
【００２７】
制御装置３０は、Ｘ線制御回路３１を有する。Ｘ線制御回路３１は、管電圧制御信号を高電圧制御回路２２に供給する。管電圧制御信号に応じた電圧が陽極１２と陰極との間に印加される。Ｘ線制御回路３１は、フィラメント電流制御信号及びグリッド電圧制御信号を陰極制御回路２５に供給する。フィラメント電流制御信号に応じたフィラメント制御電流がフィラメント加熱電源２３から発生される。実際にフィラメント１３に流れる電流は、管電流が流れていないとき（予備加熱時）、フィラメント制御電流に一致し、また管電流が流れているとき、フィラメント制御電流と管電流との和又は差に一致する。グリッド制御用電源２４は、グリッド電圧を、グリッド電圧制御信号に応じた電圧だけ、陰極電位から低下させる。陰極電位に対するグリッド電位を調整することにより、電子の放出を制御することができる。なお、この制御装置３０、特にＸ線制御回路３１が本請求項にいう制御手段に相当する。
【００２８】
Ｘ線制御回路３１には、管電圧設定部、管電流操作部、撮影ボタンを有する操作部３２が接続される。Ｘ線制御回路３１は、管電圧設定部を介して設定された管電圧（管電圧設定値）、管電流設定部を介して設定された管電流（管電流設定値）に応じた管電圧制御信号、フィラメント電流制御信号及びグリッド制御信号を撮影ボタン押下時に発生する。
【００２９】
このＸ線制御回路３１には、リファレンス記憶部３３が設けられている。このリファレンス記憶部３３には、予備加熱時間に対応するプリフラッシュ条件、すなわち、予備加熱時間に対応するフィラメント１３の電力、又は予備加熱時間に対応するプリフラッシュを行う時間がテーブルの形態で予め記憶されている。このプリフラッシュ条件は、予備加熱時間に対応するフィラメント１３の電流、Ｘ線管に印加される電圧、それらに依存する電力及びプリフラッシュを行う時間の何れかによる組み合わせでもよい。また、リファレンス記憶部３３には、プリフラッシュ条件の他に、予備加熱条件や本加熱条件が予め記憶されている。ここで、予備加熱条件とは、例えば、予備加熱時のフィラメント１３の電力量である。本加熱条件とは、例えば、本加熱時のフィラメント１３の電力量である。ここで、電力量は、加熱量に比例し、フィラメント１３の電圧、電流、電力、又はそれらを印加しているプリフラッシュ時間の何れによっても制御可能である。
【００３０】
ここで、リファレンス記憶部３３に予め記憶されている前記テーブルの例を図８に示す。図８（ａ）は、前記予備加熱時間と、それに応じたプリフラッシュを行う時間とを関連付けたテーブル（フィラメント１３の電力Ｈが一定）を示し、図８（ｂ）は、前記予備加熱時間と、それに応じたフィラメント１３の電力の比とを関連付けたテーブル（プリフラッシュ時間Ｔが一定）を示したものである。図８（ａ），（ｂ）に示すテーブルによれば、設定されるプリフラッシュ時間（Ｔ２）及びフィラメント１３の電力比（プリフラッシュ時におけるフィラメント１３の電力Ｈ２と本加熱時におけるフィラメント１３の電力Ｈ０との比）は、予備加熱時間が短いほど短く、又は少なく設定されている。
【００３１】
そして、Ｘ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に設定されている予備加熱時間と、フィラメント１３の電力及びプリフラッシュを行う時間との関係を前記テーブルを参照し、フィラメント電流制御信号及び／又はグリッド制御信号を変化させる。なお、前記フィラメント１３の電力は、前記フィラメント制御電流又は電圧であってもよい。
【００３２】
図２及び図３は、本実施形態におけるＸ線管の加熱制御方法として、操作者による撮影ボタンの押下（撮影信号のオン／オフ）と、それに応じてＸ線制御回路３１が制御する、Ｘ線管の電力と、フィラメント１３の予備加熱、プリフラッシュ過程及び本加熱過程のそれぞれに要する時間とを示す図である。
【００３３】
図２及び図３に示すように、本実施形態におけるＸ線管装置を用いた撮影では、Ｘ線管のフィラメントに対して、「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程が一連の動作として行われる。なお、本請求項における撮影開始タイミングとは、操作者によって撮影ボタンが押下されたとき（撮影信号オン）のタイミングを指すものである。
【００３４】
具体的には、操作部３２の撮影ボタンが入力（撮影信号オン）されることによって、予備加熱状態にあったフィラメント１３を、前記本加熱条件で予め設定された温度の本加熱状態にスムーズに移行させるためのプリフラッシュ過程が、その直前の予備加熱時間に応じて所定時間Ｔ１（ｔ１〜ｔ２）行われ、その後、予め設定されたプリフラッシュ条件及び本加熱条件に基づいて撮影が終了（撮影信号オフ）されるまで（ｔ２〜ｔ３）、フィラメント１３が本加熱される。
【００３５】
なお、「プリフラッシュ」過程は、操作部３２で設定される撮影条件（Ｘ線管に印加される電圧、フィラメント電流）によって決定されるフィラメント１３の単位時間あたりの電力Ｈ０よりも大の電力Ｈ１が所定時間（Ｔ１）与えられる過程である。
【００３６】
以下、本実施形態における「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程について図２及び図３を比較しながら説明する。まず、撮影ボタンが押される以前（〜ｔ１）において、Ｘ線制御回路３１によるフィラメント１３の電流制御は、リファレンス記憶部３３に記録された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、比較的低い予備加熱電流に設定される。このようにしてフィラメント１３には予備加熱電流が流れ、フィラメント１３は予備的に加熱される。
【００３７】
そして、フィラメント１３が予備加熱されている状態で、操作者により撮影ボタンが押される（ｔ２）と、操作部３２からＸ線制御回路３１に透視信号がオフレベルからオンレベルに変位し、本加熱過程が終了する（ｔ４）までその状態は継続する。透視信号がオンレベルに維持される期間、透視が行われる。
【００３８】
このとき、Ｘ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に記憶された本加熱条件及びプリフラッシュ条件を参照して、前記予備加熱電流よりも大きな電流（電力）が設定されたプリフラッシュ期間（ｔ１〜ｔ２）と、プリフラッシュ期間の電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱期間（ｔ２〜ｔ３）とでフィラメント１３を加熱制御する。具体的には、操作者によって撮影ボタンが押下された後は、それまでの予備加熱時間に応じたプリフラッシュ期間の時間をリファレンス記憶部３３のテーブル（図８（ａ）参照）から取得してフィラメント１３を加熱制御する。なお、前記プリフラッシュ期間は前記プリフラッシュ過程を示す期間であり、前記本加熱期間とは、本加熱過程を示す期間である。
【００３９】
そして、プリフラッシュ期間の時間が経過した（ｔ２）ことを契機にＸ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に記憶された本加熱条件を参照して取得した電力及び本加熱時間にしたがい、本加熱終了時（ｔ３）までフィラメント１３を加熱制御する。
【００４０】
その後、図２及び図３に示すように、２回目の撮影指示（ｔ４：撮影信号オン）がなされるまでは、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、前記予備加熱条件に基づいた電力量で予備加熱がＴoff（ｔ３〜ｔ４）の時間で行われる。
【００４１】
ここで、Ｘ線制御回路３１内には、操作者によって入力された撮影信号を検知するタイマー３１ａが設けられており、当該タイマー３１ａが、本加熱過程終了時（ｔ３）から、操作者により撮影ボタンが押されたとき（ｔ４）までの経過時間、すなわち前記予備加熱時間を計測している。このタイマー３１ａが本請求項にいう検出手段である。また、このタイマー３１ａは、撮影ボタンが押されたときの撮影開始タイミングを検出し、その間に経過した時間から、プリフラッシュ過程及び本加熱過程に要した時間を差し引いて予備加熱時間を算出する。
【００４２】
従って、図２に示すように、Ｘ線制御回路３１は、その予備加熱時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に記憶されたテーブル（図８（ａ）参照）を元に特定されたプリフラッシュ条件として、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後のプリフラッシュ過程をフィラメント１３に対して所定時間Ｔ２（ｔ４〜ｔ５）行う。
【００４３】
このようにして特定されたプリフラッシュ時間（Ｔ２）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００４４】
一方、図３に示すように、タイマー３１ａが計測した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）が、図２に示した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）よりも短かった場合には、Ｘ線制御回路３１は、その時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に設定されたテーブル（図８（ａ）参照）を元に特定されたプリフラッシュ時間Ｔ２（ｔ４〜ｔ５）で、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後にプリフラッシュ過程をフィラメント１３に対して行う。ここで、図２及び図３からも明確なように、予備加熱期間Ｔoffが短い場合にはそれに比例してプリフラッシュ時間Ｔ２もプリフレッシュ時間Ｔ１（予備加熱時間が十分長い場合のプレフラッシュ時間）より短く設定される。
【００４５】
このようにして特定されたプリフラッシュ時間（Ｔ２）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００４６】
図５は、本発明に係るＸ線管装置の一実施形態において、「予備加熱」過程〜「プリフラッシュ」過程〜「本加熱」過程の各過程（期間）におけるフィラメント温度を示す図であり、図４は、図５の比較例として、２度の撮影（撮影信号オン〜撮影信号オフ）のうち、どちらの「プリフラッシュ」時間（Ｔ１）も同じ時間にした場合の各期間におけるフィラメント温度を示す図である。図４及び図５共に、フィラメント１３の温度を破線で示した。
【００４７】
本発明を示す図５に示されるように、予備加熱に要する時間に応じて２度目の撮影時のプリフラッシュ時間（Ｔ２）を、１度目の撮影時のプリフラッシュ時間（Ｔ１）よりも短く設定することにより、フィラメント温度が、図４に示すように上がりすぎることがなくなるだけでなく、２度目の撮影時の本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）では、フィラメント１３の温度が平坦な推移で確認できる。
【００４８】
これは、撮影（照射）毎のＸ線管の管電流のばらつきが改善されたことを示しており、また、操作者の撮影ボタンを操作する間隔（撮影信号オン〜撮影信号オフ）を短くする余地ができ、検査自体を短時間で行うことができる。
【００４９】
従って、本発明によれば、予備加熱時間（前回の撮影信号オフから撮影信号オンまでの時間）に応じてプリフラッシュを行う時間を制御するようにしたので、プリフラッシュ過程後のフィラメント１３の温度が上がりすぎるということがなくなる。これは、Ｘ線管のフィラメント１３の温度が本加熱過程において常に安定となることに繋がり、結果として安定したＸ線画像を得ることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照して以下に説明する。図６及び図７は、本実施形態におけるＸ線管の加熱制御方法として、操作者による撮影ボタンの押下（撮影信号のオン／オフ）と、それに応じてＸ線制御回路３１が制御する、Ｘ線管の電力と、フィラメントの予備加熱過程、プリフラッシュ過程及び本加熱過程のそれぞれに要する時間とを示す図である。
【００５１】
図６及び図７に示すように、本実施形態におけるＸ線管装置を用いた撮影でも、Ｘ線管のフィラメント１３に対して、「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程が一連の動作として行われる。
【００５２】
具体的には、操作部３２の撮影ボタンが入力（撮影信号オン）されることによって、予備加熱状態にあったフィラメント１３を、予め設定された温度の本加熱状態にスムーズに移行させるためのプリフラッシュ過程が直前の予備加熱時間に応じて所定時間Ｔ１（ｔ１〜ｔ２）行われ、その後、予め設定されたプリフラッシュ条件及び本加熱条件に基づいて撮影が終了（撮影信号オフ）されるまで（ｔ２〜ｔ３）、フィラメント１３が本加熱される。
【００５３】
なお、「プリフラッシュ」過程は、前述の実施形態と同様、操作部３２で設定される撮影条件（Ｘ線管に印加される電圧、フィラメント電流）によって決定されるフィラメント１３の単位時間あたりの電力Ｈ０よりも大の電力Ｈ１が所定時間（Ｔ１）与えられる過程である。
【００５４】
以下、本実施形態における「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程について図６及び図７を比較しながら説明する。まず、撮影ボタンが押される以前（〜ｔ１）において、Ｘ線制御回路３１によるフィラメント１３の電流制御は、リファレンス記憶部３３を参照したＸ線制御回路３１により、比較的低い予備加熱電流に設定される。このようにしてフィラメント１３には予備加熱電流が流れ、フィラメント１３は予備的に加熱される。
【００５５】
そして、フィラメント１３が予備加熱されている状態で、操作者により撮影ボタンが押される（ｔ２）と、操作部３２からＸ線制御回路３１に透視信号がオフレベルからオンレベルに変位し、撮影ボタンが再度押される（ｔ４）までその状態は継続する。透視信号がオンレベルに維持される期間、透視が行われる。
【００５６】
このとき、Ｘ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３を参照して、前記予備加熱電流よりも大きな電流（電力）が設定されたプリフラッシュ期間（ｔ１〜ｔ２）と、プリフラッシュ期間の電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱期間（ｔ２〜ｔ３）とでフィラメント１３を加熱制御する。具体的には、操作者によって撮影ボタンが押下された後は、それまでの予備加熱時間に応じたプリフラッシュ期間の時間をリファレンス記憶部３３のテーブル（図８（ａ）参照）から取得してフィラメント１３を加熱制御する。
【００５７】
そして、プリフラッシュ期間の時間が経過した（ｔ２）ことを契機にＸ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に記憶された本加熱条件を参照して取得した電力及び本加熱時間にしたがい、本加熱終了時（ｔ３）までフィラメント１３を加熱制御する。
【００５８】
その後、図６及び図７に示すように、２回目の撮影指示（ｔ４：撮影信号オン）がなされるまでは、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、前回と同様の電力で予備加熱がＴoff（ｔ３〜ｔ４）の時間で行われる。
【００５９】
ここで、本実施形態においても、Ｘ線制御回路３１内には、操作者によって入力された撮影信号を検知するタイマー３１ａが設けられており、当該タイマー３１ａが、本加熱過程終了時（ｔ３）から、操作者により撮影ボタンが押されたとき（ｔ４）までの経過時間、すなわち前記予備加熱時間を計測している。
【００６０】
従って、図６に示すように、Ｘ線制御回路３１は、その予備加熱時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に設定されたテーブル（図８（ｂ）参照）の電力の比（Ｈ２／Ｈ０）を元に特定された電力Ｈ２（Ｈ０は本加熱条件によって予め設定されている。）を与えるべく、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後のプリフラッシュ過程（ｔ４〜ｔ５）を当該電力Ｈ２に応じたフィラメント電流又はＸ線管に印加する電圧で行う。
【００６１】
このようにして、プリフラッシュ過程（ｔ４〜ｔ５）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００６２】
一方、図７に示すように、タイマー３１ａが計測した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）が、図６に示した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）よりも短かった場合には、Ｘ線制御回路３１は、その時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に設定されたテーブル（図８（ｂ）参照）の電力の比（Ｈ２／Ｈ０）を元に特定された電力Ｈ２（Ｈ０は本加熱条件によって予め設定された電力）を与えるべく、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後のプリフラッシュ過程（ｔ４〜ｔ５）を当該電力に応じたフィラメント電流又はＸ線管に印加する電圧で行う。ここで、図６及び図７からも明確なように、予備加熱時間Ｔoffが短い場合には、それに比例して電力Ｈ２も電力Ｈ１（予備加熱時間が十分長い場合の電力）より小さく設定される。
【００６３】
このようにして、プリフラッシュ時間Ｔ２（ｔ４〜ｔ５）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００６４】
以上説明したように、本発明によれば、予備加熱時間（前回の撮影信号オフから撮影信号オンまでの時間）に応じてプリフラッシュ過程における電力（フィラメント電流、管電圧）を制御するようにしたので、プリフラッシュ過程後のフィラメント１３の温度が上がりすぎるということがなくなる。これは、Ｘ線管のフィラメント１３の温度が本加熱過程において常に安定となることに繋がり、結果として安定したＸ線画像を得ることができる。
【００６５】
上述の実施形態は、本発明の一例であり、本発明は上記実施形態に限定されることはない。また、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るＸ管装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの時間（Ｔ２）を示す図。
【図３】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの時間（Ｔ２）を示す図。
【図４】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたフィラメントの温度変化を示す図。
【図５】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたフィラメントの温度変化を示す図。
【図６】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の他の実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの電力（Ｈ２）を示す図。
【図７】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の他の実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの電力（Ｈ２）を示す図。
【図８】本発明に係るＸ管装置及びＸ線管の加熱制御方法の実施形態における予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）とプリフラッシュの時間（Ｔ２）又はフィラメントの電力比（Ｈ２／Ｈ０）とを関連付けるテーブルを示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１０ グリッド制御Ｘ線管
１１ ガラスバルブ
１２ 陽極
１３ フィラメント
１４ グリッド
２０ Ｘ線高電圧装置
２１ 高電圧電源
２２ 高電圧制御回路
２３ フィラメント加熱電源
２４ グリッド制御用電源
２５ 陰極制御回路
３０ 制御装置
３１ Ｘ線制御回路
３２ 操作部
３３ リファレンス記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置等に装備されるＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管装置では、陰極フィラメントに電流を流して加熱し、それにより放出された熱電子を高電圧により陽極のターゲットに衝突させることによりＸ線を発生させる。陰極から陽極への電子ビームにより流れる管電流の制御は、陰極フィラメントに流す電流を増減することにより行われるのが一般的である。フィラメント電流を増減させることによりフィラメントの温度が変化して、フィラメントから放出される熱電子の量が変化する。それに応じて管電流も変化する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
Ｘ線管のフィラメント温度を加減するにはフィラメント電流を増減させるが、フィラメントには熱慣性があるので、フィラメント電流の変動に対して温度が追随するのにはある程度（約１秒）の遅延が生じる。撮影ボタンが押された時、管電圧印加とともに、フィラメント電流の供給を開始する。上記熱慣性により、フィラメント温度が設定温度で安定するまでの約１秒程度の期間は、実際の管電流は設定値に達していない。
【０００４】
このように、撮影ボタンが押されてから、フィラメント温度が設定温度に達するまでの約１秒程度の期間は、実際の管電流は設定値に達していない。それによりこの期間の透視画像は、濃度不足を起こしており、診断を行う術者にとって最適とはなり得ない。
【０００５】
また、透視期間中に自動輝度補正を行う、つまり輝度レベルを安定させるように透視中に管電流をダイナミックに変更する場合にも、実際に管電流が設定値に変化するまでには遅れが生じることになり、被写体厚が急激に変わった場合などには透視像の輝度が安定するまでにある程度の時間を要する。
【０００６】
このような、管電流不足を解消する手法として、Ｘ線管装置のフィラメントを加熱するプリフラッシュというものがある。これは、Ｘ線管のフィラメント温度を短時間で立ち上げるための手法であり、Ｘ線管装置の「撮影ボタン」を押してから実際にＸ線が照射されるまでの時間を短くできるので、撮りたい画像をタイミングよく得ることができる。
【０００７】
ここで、前記「撮影ボタン」がいつ押されてもいいように、Ｘ線管のフィラメントを、撮影用に常時加熱しておけば、前記プリフラッシュの必要はない。しかし、常時加熱しておくと、Ｘ線管のフィラメントの寿命が加熱時間に反比例して短くなるので、このような方法は採用できず、結局プリフラッシュが用いられてきた。
【０００８】
【特許文献１】特公昭６０−１９６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記プリフラッシュは、Ｘ線高電圧装置の操作パネルで設定される撮影条件（Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流）によって決められるフィラメントの本加熱量Ｈ０に所定の定数Ａを乗じて（何割り増しかにして）、所定の時間Ｔにかける方式が採用される。なお、本加熱量Ｈ０は、Ｘ線高電圧装置の操作パネルで設定される撮影条件（Ｘ線管電圧、Ｘ線管電流）によって決定される。
【００１０】
しかしながら、前の撮影が終わってからフィラメント温度が十分に下がってないうちに次の撮影を行った場合、すなわち、撮影間隔が短かった場合には、通常と同じようにプリフラッシュを行うと、フィラメントの温度が上がりすぎ、Ｘ線管電流が設定値を越えてしまい、結果として撮影像にばらつきが生じることがあった。
【００１１】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、撮影ボタンが通常よりも短い間に押された場合でも、フィラメント温度が上がりすぎず、Ｘ線管電流が設定値を越えてしまうことによる撮影像のばらつきを防止するＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係るＸ線管装置は、予備加熱後の撮影開始タイミングでプリフラッシュを行うことによって、Ｘ線管フィラメントを加熱した後に、前記Ｘ線管フィラメントの本加熱を行うＸ線管装置において、前記予備加熱の期間を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記プリフラッシュの条件を変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１に記載のＸ線管装置において、前記制御手段は、前記検出手段による検出結果が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１に記載のＸ線管装置において、前記制御手段は、前記予備加熱の期間と前記プリフラッシュの条件とを関連付けたテーブルを有し、前記検出手段による検出結果を基に前記テーブルを参照して前記検出結果に対応する前記プリフラッシュの条件に変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１〜３の何れかに記載のＸ線管装置において、前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ時における前記フィラメントの電圧、電流、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせであることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項１〜４の何れかに記載のＸ線管装置において、前記検出手段は、前記予備加熱の期間を計時するタイマーであることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための、請求項６記載の発明に係るＸ線管装置は、請求項５に記載のＸ線管装置において、前記タイマーは、前記撮影開始タイミングの間隔を用いて前記予備加熱の期間を計時することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための、請求項７記載の発明に係るＸ線管の加熱制御方法は、Ｘ線管フィラメントに対して予備加熱する予備加熱過程と、撮影開始信号を受けて前記予備加熱過程を終了させ、前記Ｘ線管フィラメントを加熱するプリフラッシュ過程と、前記プリフラッシュ過程終了後、前記Ｘ線管フィラメントを所定時間本加熱する本加熱過程とを有し、その本加熱過程後、再び予備加熱過程を行うＸ線管の加熱制御方法であって、前記プリフラッシュ過程は、前回の予備加熱過程を終了させた後、前回の予備加熱過程に要した時間を検出し、その検出した時間に対応するプリフラッシュ条件を制御することによって、前記Ｘ線フィラメントを加熱制御することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決するための、請求項８記載の発明に係るＸ線管の加熱制御方法は、請求項７に記載のＸ線管の加熱制御方法において、前記予備加熱過程に要した時間が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するための、請求項９記載の発明に係るＸ線管の加熱制御方法は、請求項７又は８に記載のＸ線管の加熱制御方法において、前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ過程における前記Ｘ線フィラメントの電流、電圧、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせにより制御可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、予備加熱時間（前回の撮影信号オフから撮影信号オンまでの時間）に応じてプリフラッシュ時のフィラメントの電力（電流／電圧）又はそれに要する時間を制御するようにしたので、プリフラッシュ後のフィラメントの温度が上がりすぎるということがなくなる。これは、Ｘ線管のフィラメントの温度が本加熱時において常に安定となることに繋がり、結果として安定したＸ線画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明に係るＸ線管装置を好ましい実施形態により説明する。Ｘ線管装置は、医用分野、非破壊検査分野等の様々な分野で適用されている。ここでは、医用分野を例に説明する。さらに、Ｘ線管装置は、医用分野の中でも、Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ等様々な装置に装備される。管電流の制御機会の多いＸ線診断装置への適用を例に説明する。
【００２３】
Ｘ線診断装置について簡単に説明すると、Ｘ線診断装置では、Ｘ線管装置のＸ線管が、フラットパネル又はイメージインテンシファイアとＴＶカメラとの組み合わせで構成されたＸ線検出器に対して被検体を挟んでアーム又はスタンドにより保持されている。Ｘ線検出器で検出されたＸ線信号に基づいて画像データが生成され、表示される。
【００２４】
本発明は、本加熱時におけるフィラメント温度のばらつきをなくし、安定したＸ線像を得る手法として、予備加熱時間の長さに応じて、プリフラッシュの電力量を制御する手法を本発明者が知見により想到したものである。従って、以下、Ｘ線管フィラメント制御電流やＸ線管フィラメントに印加される電圧は、本発明に係るＸ線管装置において前記電力に相対するものである。
【００２５】
図１は本実施形態に係るＸ線管装置の主要部の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線管装置は、グリッド制御Ｘ線管１０とＸ線高電圧装置２０と制御装置３０とから構成される。Ｘ線管１０は、内部が高真空に保持されているガラスバルブ１１を有する。ガラスバルブ１１には、一般的には回転式の陽極１２と、陰極とが収容される。陰極は、フィラメント１３と、図示しない集束電極とから構成される。陰極と陽極１１との間には、グリッド１４が配置される。
【００２６】
Ｘ線高電圧装置２０は、陽極１２と陰極との間に高電圧を印加するための高電圧電源２１と、高電圧電源２１の出力を制御する高電圧制御回路２２と、フィラメント１３にフィラメント制御電流を供給するフィラメント加熱電源２３と、陰極１３に対してグリッド１４に負のバイアス電圧（グリッド制御電圧）を印加するグリッド制御用電源２４と、フィラメント加熱電源２３とグリッド制御用電源２４を制御する陰極制御回路２５とを有する。
【００２７】
制御装置３０は、Ｘ線制御回路３１を有する。Ｘ線制御回路３１は、管電圧制御信号を高電圧制御回路２２に供給する。管電圧制御信号に応じた電圧が陽極１２と陰極との間に印加される。Ｘ線制御回路３１は、フィラメント電流制御信号及びグリッド電圧制御信号を陰極制御回路２５に供給する。フィラメント電流制御信号に応じたフィラメント制御電流がフィラメント加熱電源２３から発生される。実際にフィラメント１３に流れる電流は、管電流が流れていないとき（予備加熱時）、フィラメント制御電流に一致し、また管電流が流れているとき、フィラメント制御電流と管電流との和又は差に一致する。グリッド制御用電源２４は、グリッド電圧を、グリッド電圧制御信号に応じた電圧だけ、陰極電位から低下させる。陰極電位に対するグリッド電位を調整することにより、電子の放出を制御することができる。なお、この制御装置３０、特にＸ線制御回路３１が本請求項にいう制御手段に相当する。
【００２８】
Ｘ線制御回路３１には、管電圧設定部、管電流操作部、撮影ボタンを有する操作部３２が接続される。Ｘ線制御回路３１は、管電圧設定部を介して設定された管電圧（管電圧設定値）、管電流設定部を介して設定された管電流（管電流設定値）に応じた管電圧制御信号、フィラメント電流制御信号及びグリッド制御信号を撮影ボタン押下時に発生する。
【００２９】
このＸ線制御回路３１には、リファレンス記憶部３３が設けられている。このリファレンス記憶部３３には、予備加熱時間に対応するプリフラッシュ条件、すなわち、予備加熱時間に対応するフィラメント１３の電力、又は予備加熱時間に対応するプリフラッシュを行う時間がテーブルの形態で予め記憶されている。このプリフラッシュ条件は、予備加熱時間に対応するフィラメント１３の電流、Ｘ線管に印加される電圧、それらに依存する電力及びプリフラッシュを行う時間の何れかによる組み合わせでもよい。また、リファレンス記憶部３３には、プリフラッシュ条件の他に、予備加熱条件や本加熱条件が予め記憶されている。ここで、予備加熱条件とは、例えば、予備加熱時のフィラメント１３の電力量である。本加熱条件とは、例えば、本加熱時のフィラメント１３の電力量である。ここで、電力量は、加熱量に比例し、フィラメント１３の電圧、電流、電力、又はそれらを印加しているプリフラッシュ時間の何れによっても制御可能である。
【００３０】
ここで、リファレンス記憶部３３に予め記憶されている前記テーブルの例を図８に示す。図８（ａ）は、前記予備加熱時間と、それに応じたプリフラッシュを行う時間とを関連付けたテーブル（フィラメント１３の電力Ｈが一定）を示し、図８（ｂ）は、前記予備加熱時間と、それに応じたフィラメント１３の電力の比とを関連付けたテーブル（プリフラッシュ時間Ｔが一定）を示したものである。図８（ａ），（ｂ）に示すテーブルによれば、設定されるプリフラッシュ時間（Ｔ２）及びフィラメント１３の電力比（プリフラッシュ時におけるフィラメント１３の電力Ｈ２と本加熱時におけるフィラメント１３の電力Ｈ０との比）は、予備加熱時間が短いほど短く、又は少なく設定されている。
【００３１】
そして、Ｘ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に設定されている予備加熱時間と、フィラメント１３の電力及びプリフラッシュを行う時間との関係を前記テーブルを参照し、フィラメント電流制御信号及び／又はグリッド制御信号を変化させる。なお、前記フィラメント１３の電力は、前記フィラメント制御電流又は電圧であってもよい。
【００３２】
図２及び図３は、本実施形態におけるＸ線管の加熱制御方法として、操作者による撮影ボタンの押下（撮影信号のオン／オフ）と、それに応じてＸ線制御回路３１が制御する、Ｘ線管の電力と、フィラメント１３の予備加熱、プリフラッシュ過程及び本加熱過程のそれぞれに要する時間とを示す図である。
【００３３】
図２及び図３に示すように、本実施形態におけるＸ線管装置を用いた撮影では、Ｘ線管のフィラメントに対して、「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程が一連の動作として行われる。なお、本請求項における撮影開始タイミングとは、操作者によって撮影ボタンが押下されたとき（撮影信号オン）のタイミングを指すものである。
【００３４】
具体的には、操作部３２の撮影ボタンが入力（撮影信号オン）されることによって、予備加熱状態にあったフィラメント１３を、前記本加熱条件で予め設定された温度の本加熱状態にスムーズに移行させるためのプリフラッシュ過程が、その直前の予備加熱時間に応じて所定時間Ｔ１（ｔ１〜ｔ２）行われ、その後、予め設定されたプリフラッシュ条件及び本加熱条件に基づいて撮影が終了（撮影信号オフ）されるまで（ｔ２〜ｔ３）、フィラメント１３が本加熱される。
【００３５】
なお、「プリフラッシュ」過程は、操作部３２で設定される撮影条件（Ｘ線管に印加される電圧、フィラメント電流）によって決定されるフィラメント１３の単位時間あたりの電力Ｈ０よりも大の電力Ｈ１が所定時間（Ｔ１）与えられる過程である。
【００３６】
以下、本実施形態における「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程について図２及び図３を比較しながら説明する。まず、撮影ボタンが押される以前（〜ｔ１）において、Ｘ線制御回路３１によるフィラメント１３の電流制御は、リファレンス記憶部３３に記録された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、比較的低い予備加熱電流に設定される。このようにしてフィラメント１３には予備加熱電流が流れ、フィラメント１３は予備的に加熱される。
【００３７】
そして、フィラメント１３が予備加熱されている状態で、操作者により撮影ボタンが押される（ｔ２）と、操作部３２からＸ線制御回路３１に透視信号がオフレベルからオンレベルに変位し、本加熱過程が終了する（ｔ４）までその状態は継続する。透視信号がオンレベルに維持される期間、透視が行われる。
【００３８】
このとき、Ｘ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に記憶された本加熱条件及びプリフラッシュ条件を参照して、前記予備加熱電流よりも大きな電流（電力）が設定されたプリフラッシュ期間（ｔ１〜ｔ２）と、プリフラッシュ期間の電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱期間（ｔ２〜ｔ３）とでフィラメント１３を加熱制御する。具体的には、操作者によって撮影ボタンが押下された後は、それまでの予備加熱時間に応じたプリフラッシュ期間の時間をリファレンス記憶部３３のテーブル（図８（ａ）参照）から取得してフィラメント１３を加熱制御する。なお、前記プリフラッシュ期間は前記プリフラッシュ過程を示す期間であり、前記本加熱期間とは、本加熱過程を示す期間である。
【００３９】
そして、プリフラッシュ期間の時間が経過した（ｔ２）ことを契機にＸ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に記憶された本加熱条件を参照して取得した電力及び本加熱時間にしたがい、本加熱終了時（ｔ３）までフィラメント１３を加熱制御する。
【００４０】
その後、図２及び図３に示すように、２回目の撮影指示（ｔ４：撮影信号オン）がなされるまでは、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、前記予備加熱条件に基づいた電力量で予備加熱がＴoff（ｔ３〜ｔ４）の時間で行われる。
【００４１】
ここで、Ｘ線制御回路３１内には、操作者によって入力された撮影信号を検知するタイマー３１ａが設けられており、当該タイマー３１ａが、本加熱過程終了時（ｔ３）から、操作者により撮影ボタンが押されたとき（ｔ４）までの経過時間、すなわち前記予備加熱時間を計測している。このタイマー３１ａが本請求項にいう検出手段である。また、このタイマー３１ａは、撮影ボタンが押されたときの撮影開始タイミングを検出し、その間に経過した時間から、プリフラッシュ過程及び本加熱過程に要した時間を差し引いて予備加熱時間を算出する。
【００４２】
従って、図２に示すように、Ｘ線制御回路３１は、その予備加熱時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に記憶されたテーブル（図８（ａ）参照）を元に特定されたプリフラッシュ条件として、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後のプリフラッシュ過程をフィラメント１３に対して所定時間Ｔ２（ｔ４〜ｔ５）行う。
【００４３】
このようにして特定されたプリフラッシュ時間（Ｔ２）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００４４】
一方、図３に示すように、タイマー３１ａが計測した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）が、図２に示した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）よりも短かった場合には、Ｘ線制御回路３１は、その時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に設定されたテーブル（図８（ａ）参照）を元に特定されたプリフラッシュ時間Ｔ２（ｔ４〜ｔ５）で、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後にプリフラッシュ過程をフィラメント１３に対して行う。ここで、図２及び図３からも明確なように、予備加熱期間Ｔoffが短い場合にはそれに比例してプリフラッシュ時間Ｔ２もプリフレッシュ時間Ｔ１（予備加熱時間が十分長い場合のプレフラッシュ時間）より短く設定される。
【００４５】
このようにして特定されたプリフラッシュ時間（Ｔ２）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００４６】
図５は、本発明に係るＸ線管装置の一実施形態において、「予備加熱」過程〜「プリフラッシュ」過程〜「本加熱」過程の各過程（期間）におけるフィラメント温度を示す図であり、図４は、図５の比較例として、２度の撮影（撮影信号オン〜撮影信号オフ）のうち、どちらの「プリフラッシュ」時間（Ｔ１）も同じ時間にした場合の各期間におけるフィラメント温度を示す図である。図４及び図５共に、フィラメント１３の温度を破線で示した。
【００４７】
本発明を示す図５に示されるように、予備加熱に要する時間に応じて２度目の撮影時のプリフラッシュ時間（Ｔ２）を、１度目の撮影時のプリフラッシュ時間（Ｔ１）よりも短く設定することにより、フィラメント温度が、図４に示すように上がりすぎることがなくなるだけでなく、２度目の撮影時の本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）では、フィラメント１３の温度が平坦な推移で確認できる。
【００４８】
これは、撮影（照射）毎のＸ線管の管電流のばらつきが改善されたことを示しており、また、操作者の撮影ボタンを操作する間隔（撮影信号オン〜撮影信号オフ）を短くする余地ができ、検査自体を短時間で行うことができる。
【００４９】
従って、本発明によれば、予備加熱時間（前回の撮影信号オフから撮影信号オンまでの時間）に応じてプリフラッシュを行う時間を制御するようにしたので、プリフラッシュ過程後のフィラメント１３の温度が上がりすぎるということがなくなる。これは、Ｘ線管のフィラメント１３の温度が本加熱過程において常に安定となることに繋がり、結果として安定したＸ線画像を得ることができる。
【００５０】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について図面を参照して以下に説明する。図６及び図７は、本実施形態におけるＸ線管の加熱制御方法として、操作者による撮影ボタンの押下（撮影信号のオン／オフ）と、それに応じてＸ線制御回路３１が制御する、Ｘ線管の電力と、フィラメントの予備加熱過程、プリフラッシュ過程及び本加熱過程のそれぞれに要する時間とを示す図である。
【００５１】
図６及び図７に示すように、本実施形態におけるＸ線管装置を用いた撮影でも、Ｘ線管のフィラメント１３に対して、「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程が一連の動作として行われる。
【００５２】
具体的には、操作部３２の撮影ボタンが入力（撮影信号オン）されることによって、予備加熱状態にあったフィラメント１３を、予め設定された温度の本加熱状態にスムーズに移行させるためのプリフラッシュ過程が直前の予備加熱時間に応じて所定時間Ｔ１（ｔ１〜ｔ２）行われ、その後、予め設定されたプリフラッシュ条件及び本加熱条件に基づいて撮影が終了（撮影信号オフ）されるまで（ｔ２〜ｔ３）、フィラメント１３が本加熱される。
【００５３】
なお、「プリフラッシュ」過程は、前述の実施形態と同様、操作部３２で設定される撮影条件（Ｘ線管に印加される電圧、フィラメント電流）によって決定されるフィラメント１３の単位時間あたりの電力Ｈ０よりも大の電力Ｈ１が所定時間（Ｔ１）与えられる過程である。
【００５４】
以下、本実施形態における「予備加熱」過程、「プリフラッシュ」過程及び「本加熱」過程について図６及び図７を比較しながら説明する。まず、撮影ボタンが押される以前（〜ｔ１）において、Ｘ線制御回路３１によるフィラメント１３の電流制御は、リファレンス記憶部３３を参照したＸ線制御回路３１により、比較的低い予備加熱電流に設定される。このようにしてフィラメント１３には予備加熱電流が流れ、フィラメント１３は予備的に加熱される。
【００５５】
そして、フィラメント１３が予備加熱されている状態で、操作者により撮影ボタンが押される（ｔ２）と、操作部３２からＸ線制御回路３１に透視信号がオフレベルからオンレベルに変位し、撮影ボタンが再度押される（ｔ４）までその状態は継続する。透視信号がオンレベルに維持される期間、透視が行われる。
【００５６】
このとき、Ｘ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３を参照して、前記予備加熱電流よりも大きな電流（電力）が設定されたプリフラッシュ期間（ｔ１〜ｔ２）と、プリフラッシュ期間の電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱期間（ｔ２〜ｔ３）とでフィラメント１３を加熱制御する。具体的には、操作者によって撮影ボタンが押下された後は、それまでの予備加熱時間に応じたプリフラッシュ期間の時間をリファレンス記憶部３３のテーブル（図８（ａ）参照）から取得してフィラメント１３を加熱制御する。
【００５７】
そして、プリフラッシュ期間の時間が経過した（ｔ２）ことを契機にＸ線制御回路３１は、リファレンス記憶部３３に記憶された本加熱条件を参照して取得した電力及び本加熱時間にしたがい、本加熱終了時（ｔ３）までフィラメント１３を加熱制御する。
【００５８】
その後、図６及び図７に示すように、２回目の撮影指示（ｔ４：撮影信号オン）がなされるまでは、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、前回と同様の電力で予備加熱がＴoff（ｔ３〜ｔ４）の時間で行われる。
【００５９】
ここで、本実施形態においても、Ｘ線制御回路３１内には、操作者によって入力された撮影信号を検知するタイマー３１ａが設けられており、当該タイマー３１ａが、本加熱過程終了時（ｔ３）から、操作者により撮影ボタンが押されたとき（ｔ４）までの経過時間、すなわち前記予備加熱時間を計測している。
【００６０】
従って、図６に示すように、Ｘ線制御回路３１は、その予備加熱時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に設定されたテーブル（図８（ｂ）参照）の電力の比（Ｈ２／Ｈ０）を元に特定された電力Ｈ２（Ｈ０は本加熱条件によって予め設定されている。）を与えるべく、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後のプリフラッシュ過程（ｔ４〜ｔ５）を当該電力Ｈ２に応じたフィラメント電流又はＸ線管に印加する電圧で行う。
【００６１】
このようにして、プリフラッシュ過程（ｔ４〜ｔ５）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００６２】
一方、図７に示すように、タイマー３１ａが計測した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）が、図６に示した予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）よりも短かった場合には、Ｘ線制御回路３１は、その時間（ｔ３〜ｔ４）に応じて、リファレンス記憶部３３に設定されたテーブル（図８（ｂ）参照）の電力の比（Ｈ２／Ｈ０）を元に特定された電力Ｈ２（Ｈ０は本加熱条件によって予め設定された電力）を与えるべく、予備加熱時間Ｔoff（ｔ３〜ｔ４）経過後のプリフラッシュ過程（ｔ４〜ｔ５）を当該電力に応じたフィラメント電流又はＸ線管に印加する電圧で行う。ここで、図６及び図７からも明確なように、予備加熱時間Ｔoffが短い場合には、それに比例して電力Ｈ２も電力Ｈ１（予備加熱時間が十分長い場合の電力）より小さく設定される。
【００６３】
このようにして、プリフラッシュ時間Ｔ２（ｔ４〜ｔ５）が経過した後は、プリフラッシュ過程における電流（電力）よりも小の電流（電力）での本加熱過程（ｔ５〜ｔ６）を経て、リファレンス記憶部３３に記憶された予備加熱条件を参照したＸ線制御回路３１により、フィラメント１３は再び予備加熱される（ｔ６〜）。
【００６４】
以上説明したように、本発明によれば、予備加熱時間（前回の撮影信号オフから撮影信号オンまでの時間）に応じてプリフラッシュ過程における電力（フィラメント電流、管電圧）を制御するようにしたので、プリフラッシュ過程後のフィラメント１３の温度が上がりすぎるということがなくなる。これは、Ｘ線管のフィラメント１３の温度が本加熱過程において常に安定となることに繋がり、結果として安定したＸ線画像を得ることができる。
【００６５】
上述の実施形態は、本発明の一例であり、本発明は上記実施形態に限定されることはない。また、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るＸ管装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの時間（Ｔ２）を示す図。
【図３】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの時間（Ｔ２）を示す図。
【図４】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたフィラメントの温度変化を示す図。
【図５】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の一実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたフィラメントの温度変化を示す図。
【図６】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の他の実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの電力（Ｈ２）を示す図。
【図７】本発明に係るＸ線管装置及びＸ線管の加熱制御方法の他の実施形態において予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）に基づいてＸ線制御回路により制御されたプリフラッシュの電力（Ｈ２）を示す図。
【図８】本発明に係るＸ管装置及びＸ線管の加熱制御方法の実施形態における予備加熱時間（Ｔｏｆｆ）とプリフラッシュの時間（Ｔ２）又はフィラメントの電力比（Ｈ２／Ｈ０）とを関連付けるテーブルを示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１０ グリッド制御Ｘ線管
１１ ガラスバルブ
１２ 陽極
１３ フィラメント
１４ グリッド
２０ Ｘ線高電圧装置
２１ 高電圧電源
２２ 高電圧制御回路
２３ フィラメント加熱電源
２４ グリッド制御用電源
２５ 陰極制御回路
３０ 制御装置
３１ Ｘ線制御回路
３２ 操作部
３３ リファレンス記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備加熱後の撮影開始タイミングでプリフラッシュを行うことによって、Ｘ線管フィラメントを加熱した後に、前記Ｘ線管フィラメントの本加熱を行うＸ線管装置において、
前記予備加熱の期間を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、前記プリフラッシュの条件を変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記予備加熱の期間と前記プリフラッシュの条件とを関連付けたテーブルを有し、前記検出手段による検出結果を基に前記テーブルを参照して前記検出結果に対応する前記プリフラッシュの条件に変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項４】
前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ時における前記フィラメントの電圧、電流、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＸ線管装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記予備加熱の期間を計時するタイマーであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＸ線管装置。
【請求項６】
前記タイマーは、前記撮影開始タイミングの間隔を用いて前記予備加熱の期間を計時することを特徴とする請求項５に記載のＸ線管装置。
【請求項７】
Ｘ線管フィラメントに対して予備加熱する予備加熱過程と、
撮影開始信号を受けて前記予備加熱過程を終了させ、前記Ｘ線管フィラメントを加熱するプリフラッシュ過程と、
前記プリフラッシュ過程終了後、前記Ｘ線管フィラメントを所定時間本加熱する本加熱過程とを有し、その本加熱過程後、再び予備加熱過程を行うＸ線管の加熱制御方法であって、
前記プリフラッシュ過程は、前回の予備加熱過程を終了させた後、前回の予備加熱過程に要した時間を検出し、その検出した時間に対応するプリフラッシュ条件を制御することによって、前記Ｘ線フィラメントを加熱制御することを特徴とするＸ線管の加熱制御方法。
【請求項８】
前記予備加熱過程に要した時間が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線管の加熱制御方法。
【請求項９】
前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ過程における前記Ｘ線フィラメントの電流、電圧、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせにより制御可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＸ線管の加熱制御方法。
【請求項１】
予備加熱後の撮影開始タイミングでプリフラッシュを行うことによって、Ｘ線管フィラメントを加熱した後に、前記Ｘ線管フィラメントの本加熱を行うＸ線管装置において、
前記予備加熱の期間を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、前記プリフラッシュの条件を変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御する制御手段とを設けたことを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出手段による検出結果が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記予備加熱の期間と前記プリフラッシュの条件とを関連付けたテーブルを有し、前記検出手段による検出結果を基に前記テーブルを参照して前記検出結果に対応する前記プリフラッシュの条件に変更して前記Ｘ線管フィラメントを制御することを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項４】
前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ時における前記フィラメントの電圧、電流、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＸ線管装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記予備加熱の期間を計時するタイマーであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＸ線管装置。
【請求項６】
前記タイマーは、前記撮影開始タイミングの間隔を用いて前記予備加熱の期間を計時することを特徴とする請求項５に記載のＸ線管装置。
【請求項７】
Ｘ線管フィラメントに対して予備加熱する予備加熱過程と、
撮影開始信号を受けて前記予備加熱過程を終了させ、前記Ｘ線管フィラメントを加熱するプリフラッシュ過程と、
前記プリフラッシュ過程終了後、前記Ｘ線管フィラメントを所定時間本加熱する本加熱過程とを有し、その本加熱過程後、再び予備加熱過程を行うＸ線管の加熱制御方法であって、
前記プリフラッシュ過程は、前回の予備加熱過程を終了させた後、前回の予備加熱過程に要した時間を検出し、その検出した時間に対応するプリフラッシュ条件を制御することによって、前記Ｘ線フィラメントを加熱制御することを特徴とするＸ線管の加熱制御方法。
【請求項８】
前記予備加熱過程に要した時間が前回の予備加熱の時間よりも短いときには、前記Ｘ線管フィラメントを制御する電力量が前回よりも少なくなるように前記プリフラッシュの条件を設定することを特徴とする請求項７に記載のＸ線管の加熱制御方法。
【請求項９】
前記プリフラッシュの条件は、前記プリフラッシュ過程における前記Ｘ線フィラメントの電流、電圧、電力及び前記プリフラッシュを行う時間の何れか１つ又は複数の組み合わせにより制御可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載のＸ線管の加熱制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１２０５４８（Ｐ２００６−１２０５４８Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０９２５０（Ｐ２００４−３０９２５０）
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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