DE102005020160B4 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Bildbelichtungssteuerung - Google Patents

Abstract

Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) erzeugtes Bild, bei dem die Intensität von Bestrahlungslicht, das von einer Strahlungsquelle (7) zum Erzeugen eines Bilds auf ein zu untersuchendes Objekt (H) gestrahlt wird, eine Regelung erfährt, wobei- die Festkörper-Bilderfassungsvprrichtung (1a) in zwei Teile, ein Bildelement-Erzeugungsteil (laa), in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als gespeicherte Ladungssignale (Os(pk,ξ)) ausgegeben werden, und ein Dunkelstrom-Messteil (lab), in dem elektrische Ladungen als Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)) bei fehlender Belichtung ausgegeben werden, unterteilt ist; und das Verfahren die Schritte aufweist:bei einem Abbilden durch die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) während einer RadiographieErhalten von Ladungssignalen (Os(pg,ξ)), die ausgegeben werden von einem bestimmten Bildelement (pg) oder einer bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (laa), und von Dunkelstrommesssignalen (Os(p0, ξ)), die ausgegeben werden vom Dunkelstrom-Messteil (lab),Berechnen einer Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)) durch Anwenden eines vorbestimmten Ausgabesignalverhältniswerts (α2(pg)) auf die erhaltenen Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)),Erzeugen von Belichtungssteuersignalen durch Entfernen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) von den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ) , Ok(pg,ξ)) undRegeln der Intensität des Bestrahlungslichts auf der Grundlage der Belichtungssteuersignale undwobei der Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) vorab als ein Verhältnis gespeichert wird, welches nicht von der Temperatur abhängt, und zwar zwischen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)), die von dem bestimmten Bildelement oder der bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (laa) ausgegeben werden, und der Dunkelstromkomponente (Dk(p0,ξ)) in den Dunkelstrommesssignalen (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (lab) ausgegeben werden.

Description

• GEBIET DER ERFINDUNG
• Die Erfindung betrifft ein automatisches Belichtungssteuerungsverfahren, das vorzugsweise bei der Bilderzeugung unter Verwendung einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung anwendbar ist, und ein automatisches Belichtungssteuerungssystem unter Verwendung des automatischen Belichtungssteuerungsverfahrens. Hierbei gehören zur Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung solche, die sichtbarem Licht ausgesetzt werden, und solche, die Röntgenstrahlung ausgesetzt werden.
• STAND DER TECHNIK
• Es existieren die folgenden bekannten Techniken, die eine Belichtungssteuerung eines Röntgenbild-Aufnahmegeräts offenbaren.
• JP 6 - 243 990 A offenbart ein Radiografieverfahren (Röntgenografieverfahren), bei dem ein Fotoleiter zum Wandeln von Röntgenstrahlung elektrisch geladen wird, bevor er Röntgenstrahlung ausgesetzt wird, oder nach dem Scannen eines Bilds, die Fläche gescannt wird, ohne dass sie Röntgenstrahlung ausgesetzt wird, und der Bildwert des Dunkelentladungsbilds vom Bildwert des Röntgenbilds abgezogen wird.
• Ferner offenbart JP 2000 - 175 907 A eine Dunkelstrom-Kompensationstechnik für den Fall von Panorama-Radiografie mit einem CCD-Sensor, bei der die Signale eines belichteten Teils eines CCD-Sensors mit den Signalen einer Dunkelstromkomponente eines unbelichteten Teils verglichen werden, um eine einer Dunkelstromkompensation entsprechende Kompensation auszuführen.
• Noch ferner offenbart JP 6 - 38 950 A ein Röntgenbild-Aufnahmegerät, bei dem eine Fotodiode zum Überwachen einer Strahlungsdosis an der Rückseite einer Grundplatte einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung wie eines CCD-Sensors angebracht ist und das Röntgenstrahlung-Ausgangssignal dadurch kontrolliert wird, dass die transmittierte Röntgenstrahlung während eines Radiografievorgangs in Echtzeit mit der Fotodiode erfasst wird.
• Noch ferner offenbart das japanische Patent JP 3 307 519 B2 ein medizinisches Röntgenbild-Aufnahmegerät, bei dem ein Dosissensor zum Erfassen der durch ein Objekt gestrahlten Röntgenstrahlungsmenge für eine Röntgenbilderzeugungsvorrichtung benachbart zum CCD-Sensor vorhanden ist. Die in den CCD-Sensor eintretende Röntgenstrahlungsmenge wird vorab mit dem Dosissensor erfasst, und ein Röntgenstrahlungsgenerator wird geregelt.
• Jedoch ist, gemäß JP 6 - 243 990 A , ein spezielles Röntgenbild-Aufnahmeelement wie ein Fotoleiter zum Wandeln von Röntgenstrahlung, wie Selen, erforderlich, so dass ein Problem dahingehend existiert, dass keine hohe Prozessgeschwindigkeit mit hoher Auflösung wie bei einem Festkörperbild erzielt werden kann und das Gerät viel kostet. Ferner wird gemäß diesem Verfahren der Bildwert des Dunkelentladungsbilds für den gesamten Fotoleiter zum Wandeln von Röntgenstrahlung dadurch eingegeben, dass der Fotoleiter vor oder nach der Röntgenstrahlungsbelichtung elektrisch geladen wird und der eingegebene Wert vom Bildwert am selben Bildpunkt des Röntgenbilds subtrahiert wird, um eine Kompensation auszuführen. Wenn die Radiografiebedingungen, wie die Radiografiezeit, verschieden von denen beim Erhalten des Dunkelentladungsbilds sind, wird keine geeignete Kompensation ausgeführt. Ferner schlägt der Stand der Technik keine Regelung eines Röntgenstrahlungsgenerators vor.
• Gemäß JP 2000 - 175 907 A werden die Dunkelstromsignale eines unbelichteten Teils des CCD-Sensors eines Panorama-Röntgenbild-Aufnahmegeräts zur Kompensation des Dunkelstroms verwendet. Jedoch wird die Dunkelstromkompensation nicht gleichzeitig mit dem Radiografievorgang ausgeführt, so dass keine Regelung für einen Röntgenstrahlungsgenerator erzielt wird. Bei automatischer Belichtungssteuerung muss eine Echtzeitsteuerung erfolgen, so dass beim Stand der Technik keine Echtzeit-Signalverarbeitung möglich ist.
• Ferner wird, gemäß JP 6 - 38 950 A , die transmittierte Röntgenstrahlung während eines Radiografievorgangs durch die an der Rückseite der Platte vorhandene Fotodiode in Echtzeit erfasst, so dass das Ansprechverhalten der gesamten Schleife sehr schnell sein muss, um die Röntgenstrahlungsmenge durch Rückkoppeln von Erfassungssignalen an eine Röntgenstrahlungsquelle zu stabilisieren. Dies ist physikalisch sehr schwierig, und ein derartiges Gerät wird wegen eines speziellen Aufbaus teuer.
• Noch ferner wird gemäß dem japanischen Patent JP 3 307 519 B2 die in den CCD-Sensor eintretende Röntgenstrahlungsmenge vorab erfasst, und der Röntgenstrahlungsgenerator wird geregelt. Jedoch wird die Dunkelstromkomponente im Ausgangssignal des CCD-Sensors nicht berücksichtigt. Daher wird im Fall einer Steuerung wie einer Änderung der Scangeschwindigkeit während eines Radiografievorgangs, selbst wenn die Dunkelstromkomponente im Ausgangssignal des CCD-Sensors eine entsprechende Änderung erfährt, eine derartige Änderung der Dunkelstromkomponente nicht bedacht. Dieser Aufbau ist ebenfalls speziell und kostet viel.
• Die DE 197 34 717 A1 , US 5 038 369 A , DE 103 04 839 A1 , DE 24 47 075 A1 und US 6 453 008 B1 befassen sich ebenfalls mit der Dunkelstromkompensation bei Radiografieaufnahmen.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die Erfindung wird vorgeschlagen, um die oben genannten Probleme zu lösen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein automatisches Belichtungssteuerungsverfahren zu schaffen, bei dem die Intensität von Strahlungslicht so geregelt wird, dass das Bild, dessen Dunkelsteuerungskomponente entfernt ist, in einem vorbestimmten Dichtebereich liegt, und ein automatisches Steuerungssystem unter Verwendung des Verfahrens zu schaffen.
• Beim automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung erzeugtes Bild, bei dem die Intensität von Bestrahlungslicht, das von einer Strahlungsquelle zum Erzeugen eines Bilds auf ein zu untersuchendes Objekt gestrahlt wird, eine Regelung erfährt, weist die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung ein Bildelement-Erzeugungsteil, in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als Ladungssignale gespeichert werden, und ein Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom als Ladungssignale bei fehlender Belichtung gespeichert werden, auf, und das Bild wird beim Ausführen eines Radiografievorgangs so erzeugt, dass die Intensität des Strahlungslichts so geregelt wird, dass der Stärkewert, der durch Beseitigen der für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale aus den für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale gebildet wird, innerhalb eines vorbestimmten Dichtebereichs gehalten wird.
• Der oben angegebene Stärkewert der Signale von gespeicherten Ladungen zur Regelung kann dadurch eingestellt werden, dass die Stärke der in einem Dunkelstrom-Messteil in der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten und von dieser ausgegebenen Ladungssignale von Ladungssignalen abgezogen werden, die in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte in einem Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeichert sind und von diesem ausgegeben werden.
• Gemäß dem automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein in einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung erzeugtes Bild, bei dem die Intensität von Strahlungslicht, das von einer Strahlungsquelle zum Erzeugen eines Bilds auf ein zu untersuchendes Objekt gestrahlt wird, geregelt wird, weist die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung ein Bildelement-Erzeugungsteil, in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als Ladungssignale gespeichert werden, und ein Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom als Ladungssignale bei fehlender Belichtung gespeichert werden, auf, und das Bild beim Ausführen eines Radiografievorgangs so erzeugt wird, dass die Intensität von Strahlungslicht so geregelt wird, dass der Stärkewert, der durch Beseitigen der für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale aus den für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale gebildet wird, innerhalb eines vorbestimmten Dichtebereichs gehalten wird.
• Beim erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Bild werden Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit für das Ausgangssignal für in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil und im Bildelement-Erzeugungsteil gespeicherte Ladungssignale vorab erstellt, und die Dunkelstromkomponente wird während des Ausführens eines Radiografievorgangs dadurch entfernt, dass eine vorbestimmte arithmetische Operation für die dem Bildelement-Erzeugungsteil entnommenen Signale von gespeicherten Ladungen auf Grundlage des im Dunkelstrom-Messteil gemessenen Dunkelstroms und der Ausgangssignal-Verhältnisdaten ausgeführt wird.
• Die Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit des Ausgangssignals von in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil und im Bildelement-Erzeugungsteil gespeicherter Ladungssignale bedeutet das Verhältnis der Ausgangssignalintensität der Dunkelstromkomponente (Dunkelstrom) in den vom Dunkelstrom- Messteil ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen und der Dunkelstromkomponente in den von jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen, wenn die Ladungsspeicherzeit der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung auf eine vorbestimmte Zeit eingestellt ist.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Bild wird die Intensität von Strahlungslicht dadurch geregelt, dass ein vorbestimmter Verzögerungsfaktor für einen Regelungs-Sollwert addiert wird.
• Um Verzögerungselemente zu addieren, kann ein Analogprozess durch ein Tiefpassfilter mit einem Kondensator und einem Widerstand verwendet werden oder es kann ein digitaler Prozess in solcher Weise verwendet werden, dass ein vergangener Wert mit einem Zeitschwächungsfaktor gewichtet wird, um zu einem aktuellen Wert addiert zu werden.
• Ferner führt beim erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Bild die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung Panorama-Radiografie, Cephalometrie-Radiografie, Linearscan-Radiografie, Dental-Radiografie oder CT-Radiografie aus.
• Noch ferner weist beim automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild, das in einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts erzeugt wird, bei dem die Intensität von Röntgenstrahlung, wie sie von einem Radiografie-Röntgenstrahlungsgenerator abgestrahlt wird, geregelt wird, die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung ein Bildelement-Erzeugungsteil, in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als Ladungssignale gespeichert werden, und ein Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom als Ladungssignale bei fehlender Belichtung gespeichert werden, auf; und das Bild beim Ausführen eines Radiografievorgangs so erzeugt wird, dass die Intensität von Röntgenstrahlung so geregelt wird, dass der Stärkewert, der durch Beseitigen der für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale aus den für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale gebildet wird, innerhalb eines vorbestimmten Dichtebereichs gehalten wird.
• Beim automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild, das in einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts erzeugt wird, bei dem die Intensität von Röntgenstrahlung, wie sie von einem Radiografie-Röntgenstrahlungsgenerator abgestrahlt wird, geregelt wird, weist die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung einen Bildelement-Erzeugungsteil, in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als Ladungssignale gespeichert werden, und ein Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom bei fehlender Belichtung gespeichert wird, auf; und das Bild beim Ausführen eines Radiografievorgangs so erzeugt wird, dass die Intensität von Röntgenstrahlung so geregelt wird, dass der Stärkewert, der durch Beseitigen der für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale aus den für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale gebildet wird, innerhalb eines vorbestimmten Dichtebereichs gehalten wird.
• Hierbei ist die Aufgabe der automatischen Belichtungssteuerung auf ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät beschränkt.
• Beim erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild werden die Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen der Steigung der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil gespeicherten ausgegebenen Ladungssignale und der Steigung der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil gespeicherten ausgegebenen Ladungssignale vorab erstellt, und das Bild wird beim Ausführen eines Radiografievorgangs auf solche Weise erzeugt, dass die Röntgenstrahlungsintensität so geregelt wird, dass das von einer Dunkelstromkomponente befreite Bild dadurch in einem vorbestimmten Dichtebereich gehalten wird, dass eine vorbestimmte arithmetische Operation auf Grundlage der dem Dunkelstrom-Messteil entnommenen Dunkelstromkomponente und den Verhältnisdaten ausgeführt wird.
• Beim erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild werden die Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen der Steigung der Änderung der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil gespeicherten ausgegebenen Ladungssignale und der Steigung der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil gespeicherten ausgegebenen Ladungssignale vorab erstellt, und das Bild wird beim Ausführen eines Radiografievorgangs auf solche Weise erzeugt, dass die Röntgenstrahlungsintensität so geregelt wird, dass das von einer Dunkelstromkomponente befreite Bild dadurch in einem vorbestimmten Dichtebereich gehalten wird, dass eine vorbestimmte arithmetische Operation auf Grundlage der dem Dunkelstrom-Messteil entnommenen Dunkelstromkomponente und den Verhältnisdaten ausgeführt wird.
• Die Steigung der Ausgangssignaländerung eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine vorbestimmte Belichtungszeit bedeutet die Steigung, wenn die vom speziellen Pixelelement oder der speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil ausgegebenen Signale von gespeicherten Ladungen durch eine direkte Funktion der Ladungsspeicherzeit ausgedrückt werden (Koeffizient der Dunkelstromkomponente für die Belichtungszeit).
• Gemäß dem erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild wird eine Regelung der Röntgenstrahlungsintensität dadurch ausgeführt, dass die Röntgenstrahlung-Scangeschwindigkeit und/oder ein Röntgenröhrenstrom und/oder eine Röntgenröhrenspannung gesteuert werden.
• Ferner ist, gemäß der Erfindung, das automatische Belichtungssteuerungssystem eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts, bei dem die Intensität, wie sie von einem Radiografie-Röntgenstrahlungsgenerator abgestrahlt wird, geregelt wird, wobei dieses System mit Folgendem versehen ist: die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung mit einem Bildelement-Erzeugungsteil, in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als Ladungssignale gespeichert werden, und einem Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom als Ladungssignale bei fehlender Belichtung gespeichert werden; und einer Steuerungseinrichtung zum Erzeugen des Bilds in der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung durch Regeln der Röntgenstrahlungsintensität beim Ausführen eines Radiografievorgangs, um den Stärkewert, der durch Beseitigen der für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten LadungsSignale aus den für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale gebildet wird, innerhalb eines vorbestimmten Dichtebereichs zu halten.
• Das heißt, das Gerät verfügt über die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung mit dem Bildelement-Erzeugungsteil, das Röntgenstrahlung empfängt, sichtbares Licht erzeugt, eine fotoelektrische Wandlung ausführt und die elektrische Ladung speichert, und einem Dunkelstrom-Messteil, das, ohne dass es Röntgenstrahlung empfängt, eine Dunkelstromkomponente speichert. Das Gerät verfügt ferner über die Steuerungsverarbeitungseinrichtung zum Regeln der Röntgenstrahlungsintensität auf solche Weise, dass das Bild, das dadurch erhalten wird, dass die aus dem Dunkelstrom-Messteil entnommene Dunkelstromkomponente aus den Signalen von gespeicherten Ladungen des speziellen Pixelelements oder der speziellen Pixelelementspalte, wie sie dem Bildelement-Erzeugungsteil entnommen werden, entfernt wird, eine Dichte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweist.
• Ferner ist, gemäß der Erfindung, das automatische Belichtungssteuerungssystem mit Folgendem versehen: einem Speicher zum vorab erfolgenden Abspeichern der Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen der Steigung der Änderung der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil gespeicherten ausgegebenen Ladungssignale und der Steigung der Änderung der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte des Bildelement-Erzeugungsteils gespeicherten ausgegebenen Ladungssignale; und einer Steuerungseinrichtung zum Regeln der Röntgenstrahlungsintensität, um das von einer Dunkelstromkomponente befreite Bild dadurch in einem vorbestimmten Dichtebereich gehalten wird, dass eine vorbestimmte arithmetische Operation auf Grundlage der dem Dunkelstrom-Messteil entnommenen Dunkelstromkomponente und den Verhältnisdaten ausgeführt wird.
• Die Steuerungsverarbeitungseinrichtung speichert vorab die Steigung der Ausgangssignaländerung eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine spezielle Belichtungszeit auf Grundlage der aus dem Bildelement-Erzeugungsteil entnommenen Dunkelstromkomponente im Fall des Entfernens der Dunkelstromkomponente, sie erhält das Steigungsverhältnis für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine vorbestimmte Belichtungszeit, und sie führt eine Regelung der Röntgenstrahlungsintensität auf solche Weise aus, dass das Bild, das durch eine arithmetische Operation auf Grundlage des Steigungsverhältnisses erhalten wird und aus dem die Dunkelstromkomponente entfernt ist, eine Dichte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweist.
• Noch ferner wird gemäß dem erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren eine Regelung der Röntgenstrahlungsintensität durch Steuern mindestens eines der folgenden Werte ausgeführt: Röntgenstrahlungs-Scangeschwindigkeit, Röntgenröhrenstrom, Röntgenröhrenspannung und Gradationsprozess.
• Effekt der Erfindung
• Wenn das bei der Erfindung vorgeschlagene automatische Belichtungssteuerungsverfahren bei einem Bilderzeugungsgerät zum Erzeugen eines Bilds durch Ausstrahlen von Licht, einschließlich sichtbaren Lichts, auf ein zu untersuchendes Objekts von einer Bestrahlungsquelle angewandt wird, wird das Bild auf eine solche Weise erzeugt, dass die Intensität des Strahlungslichts geregelt wird, um den Stärkewert, der durch Entfernen der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte gespeicherten Ladungssignale im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeichert sind, von den Ladungssignalen, die in einem speziellen Pixelelement unter einer speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeichert sind, gebildet wird, in einem vorbestimmten Dichtebereich zu halten, um es dadurch zu ermöglichen, bevorzugte Pixelbilddaten ohne Dunkelstromkomponente zu erzeugen.
• Ferner wird beim in der Erfindung vorgeschlagenen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren das Steigungsverhältnis der Ausgangssignaländerung der Signale von gespeicherten Ladungen eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine vorbestimmte Belichtungszeit und der Ausgangssignaländerung der Signale von gespeicherten Ladungen eines Pixelelements oder mindestens einer Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für den Betrieb verwendet, um dadurch die Kompensationsverarbeitung zu erleichtern.
• Noch ferner wird gemäß dem erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren die Intensität von Strahlungslicht mit einem vorbestimmten Verzögerungsfaktor für einen Regelungs-Sollwert geregelt, so dass im sich ergebenden Bild kein durch die Regelung verursachtes Streifenrauschen erkennbar ist.
• Ferner kann gemäß dem erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren eine automatische Belichtungssteuerung im Fall von Panorama-Radiografie, Cephalometrie-Radiografie, Linearscan-Radiografie, Dental-Radiografie oder CT-Radiografie ausgeführt werden.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsverfahren werden die oben genannten Verfahren bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt, so dass dieselben Effekte, wie sie oben angegeben sind, erzielt werden können.
• Gemäß dem automatischen Belichtungssteuerungsverfahren, bei dem Gegenstand der Regelung die Röntgenstrahlungs-Scangeschwindigkeit und der Röntgenröhrenstrom und/oder die Röntgenröhrenspannung ist, kann ein geeigneter Sollwert abhängig von Radiografiebedingungen ausgewählt werden, und durch Kombinieren derselben kann eine automatische Belichtungssteuerung für eine wünschenswerte Bildqualität ausgeführt werden.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät können dieselben Effekte wie diejenigen bei den oben genannten Verfahren erzielt werden.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm einer automatischen Belichtungssteuerungsvorrichtung, das das Konzept der Erfindung zeigt.
• 2A ist ein Vergleichskurvenbild für die Ausgangssignaländerung einer Dunkelstromkomponente eines Pixelelement-Erzeugungsteils und derjenigen eines Dunkelstrom-Messteils im Fall von Panorama-Radiografie.
• 2B ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen einer Dunkelstromkomponente und einer Belichtungszeit T für den Fall normaler Röntgenstrahlungs-Durchsicht-Radiografie zeigt.
• 3 ist eine Dunkelstrom-Kompensationstabelle.
• 4 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung von Belichtungssteuerungssignalen und einem Treiberstrom zeigt.
• 5A ist ein Flussdiagramm, das zeigt, wie eine Kompensationstabelle erstellt wird.
• 5B ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur eines automatischen Belichtungssteuerungsverfahrens zeigt.
• 6 ist eine Außenansicht eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts, das Panorama-Radiografie ausführen kann, wenn die Erfindung angewandt wird.
• 7 ist eine Außenansicht eines Radiografiedetektors, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 aufbaut.
• 8 erläutert den Innenaufbau des Radiografiedetektors der 7.
• 9 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Steuerungsteils eines Hauptkörpers zeigt, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 aufbaut.
• 10 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Radiografiedetektors zeigt, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 aufbaut.
• 11 zeigt die Struktur einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung in der 9.
• 12 ist ein Panorama-Röntgentransmissionsbild, das durch das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 erhalten wurde.
• 13 ist eine Außenansicht eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts, das Cephalometrie-Radiografie ausführen kann, wenn die Erfindung angewandt wird.
• 14 zeigt die Positionsbeziehung zwischen einem Röntgenstrahlungsgenerator, einem zu untersuchenden Objekt und einem Radiografiedetektor für den Fall von Cephalometrie- Radiografie.
• 15 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts zeigt, das Linearscan-Radiografie ausführen kann, wenn die Erfindung angewandt wird.
• 16 zeigt einen wesentlichen Teil einer Positionserfassungseinrichtung, die das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 15 aufbaut.
• 17 zeigt, wie ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät, das Dental-Radiografie ausführen kann, genutzt wird, wenn die Erfindung angewandt wird.
• 18 ist eine Schnittansicht eines Radiografiedetektors, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 15 aufbaut.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Nachfolgend werden das automatische Belichtungssteuerungsverfahren für ein Radiografiebild und ein praxisgerechtes medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät unter Verwendung dieses Verfahrens erläutert.
• [Ausführungsform 1]
• Die 1 erläutert den Grundaufbau der erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerungsvorrichtung. Die automatische Belichtungssteuerungsvorrichtung A1 verfügt über eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, wie einen CCD-Sensor, der dem von einer Strahlungslichtquelle 7 abgestrahlten Licht, das durch ein Objekt H gestrahlt wird, von dem ein Bild aufzunehmen ist, ausgesetzt ist, eine Steuerungsverarbeitungseinrichtung 2 und eine Strahlungsquelle-Steuerungseinrichtung 20d. Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a wird durch ein Treibertaktsignal einer Bilderfassungsvorrichtungs-Treiberschaltung 11d angesteuert, die aus einem TDI(Time Delay Integration)-Taktsignal ein Treibertaktsignal erzeugt, mit Unterteilung in ein Bildelement-Erzeugungsteil 1aa, ein Dunkelstrom-Messteil 1ab und ein Übertragungsteil 1ac für gespeicherte Ladungen.
• Im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa ist ein CCD mit Spaltenaufbau vorhanden, das die durch Licht (Röntgenstrahlung usw.) hoher Energie erzeugte elektrische Ladung lädt und überträgt. Auch sind im Dunkelstrom-Messteil 1ab einzelne oder mehrere CCD-Spalten, wie im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa, angeordnet. Jedoch ist das CCD im Dunkelstrom-Messteil 1ab maskiert (Röntgenstrahlung wird ausgeblendet), um nicht immer Licht ausgesetzt zu sein. Im Übertragungsteil 1ac für gespeicherte Ladungen ist ein CCD mit Spaltenaufbau zum Übertragen der von jeder Spalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa und im Dunkelstrom-Messteil 1ab ausgegebenen elektrischen Ladung vorhanden. Die Signale von gespeicherten Ladungen vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa sowie die Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 1ab werden an einem Auslass unten rechts mit einem festen Timing sequenziell in die Steuerungsverarbeitungseinrichtung 2 ausgegeben.
• Im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa ist ein zu beachtendes Pixelelement 1ag eingetragen, um eine automatische Belichtungssteuerung auszuführen. Das zu beachtende Pixelelement 1ag kann sich an einer wahlfreien Position im Bildelement- Erzeugungsteil 1aa befinden, jedoch ist es vorzugsweise im interessierenden Gebiet des Objekts, von dem ein Bild zu erzeugen ist, eingestellt, wo die Lichtempfangsmenge sich während eines Radiografievorgangs nicht stark ändert. Im Fall dentaler Panorama-Radiografie wird es am bevorzugtesten etwas über dem Oberkiefer eingestellt. Die erfindungsgemäße automatische Belichtungssteuerung wird auf Grundlage der Belichtungsmesssignale ausgeführt, bei denen die Dunkelstromkomponente aus den Signalen von gespeicherten Ladungen des zu beachtenden Pixelelements 1ag entfernt ist. Für die Anzahl der zu beachtenden Pixelelemente 1ag besteht keine Beschränkung auf eines, wenn jedoch mehr als zwei zu beachtende Pixelelemente 1ag vorhanden sind, wird ihr Mittelwert als Belichtungsmesssignale verwendet.
• Die Steuerungsverarbeitungseinrichtung 2 entfernt die Dunkelstromkomponente aus den Signalen von gespeicherten Ladungen, wie sie während eines Radiografievorgangs dem Bildelement-Erzeugungsteil 1aa entnommen werden. Andererseits führt sie eine Regelung einer Röntgenstrahlungsquelle-Steuerungseinrichtung aus. Die Steuerungsverarbeitungseinrichtung 2 besteht aus einem Entnahmeteil 2a für das Dunkelstrom-Messsignal zum Entnehmen von Dunkelstrom-Messsignalen aus den Signalen von gespeicherten Ladungen, wie sie von einem Bildsensor 1 vom Bildspeicherungstyp ausgegeben werden, was mit einem vorbestimmten Timing erfolgt, einem Entnahmeteil 2d für das zu beachtende Pixelelement zum Entnehmen der Signale von gespeicherten Ladungen betreffend das zu beachtende Pixelelement mit einem vorbestimmten Timing, einem Belichtungssteuerungssignal-Erzeugungsteil 2b zum Erhalten der Belichtungssteuerungssignale, für die die Dunkelstromkomponente in den vom zu beachtenden Pixelelement 1ag ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen unter Bezugnahme auf Parameter, die später beschrieben werden und in einer Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 aufgezeichnet sind, pro vom zu beachtenden Pixelelement 1ag ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen und auf Grundlage der vom Dunkelstrom-Messteil 1ab ausgegebenen Dunkelstrom-Messsignale abgeschätzt und berechnet werden, und einen Strahlungsintensitäts-Berechnungsteil 2f zum Ausgeben von Signalen, die die von der Radiografielichtquelle 7 zu emittierende Strahlungslichtqualität auf Grundlage der Belichtungssteuerungssignale berechnet und die Signale zur Regelung der Strahlungsquelle-Steuerungseinrichtung ausgibt.
• Die Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 speichert vorab Parameter zum Abschätzen und Berechnen der Dunkelstromkomponente, zu der es beim elektrischen Laden in jede Spalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa entsprechend einem vorbestimmten Übertragungskanal, d.h. einem Quer-Übertragungskanal in jeder Spalte und einem Vertikal-Übertragungsspalte im Übertragungskanal 1ac für gespeicherte Ladungen, kommt, und zwar auf Grundlage der im Dunkelstrom-Messteil 1ab gemessenen Dunkelstrom-Messsignale (Dunkelstromkomponente).
• Nachfolgend wird das Prinzip der automatischen Belichtungssteuerung durch diese Belichtungssteuerungsvorrichtung erläutert.
• Wenn die Temperatur bei der Radiografie ξ ist, wird die elektrische Ladung, wie sie sich in allen Spalten angesammelt hat, hinsichtlich jeder Spalte pk (k=n,...,1,0) des Bildelement-Erzeugungsteils 1aa und des Dunkelstrom-Messteils 1ab über den Speicherladung-Übertragungsteil 1ac übertragen und als Signale Os (ρk,ξ) von elektrischen Ladungen und die Dunkelstrom-Messsignale Os (p0,ξ) ausgegeben wird, wobei sie durch die folgende Formel (I) wiedergegeben werden. $$\begin{array}{l}\text{Os}\left(\text{pn},\mathrm{\xi }\right)=\text{Osx}\left(\text{pn},\mathrm{\xi }\right)+\text{Dk}\left(\text{pn},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{pn}\right)\hfill \\ \text{Os}\left(\text{pn}-\mathrm{1,}\mathrm{\xi }\right)=\text{Osx}\left(\text{pn-1},\mathrm{\xi }\right)+\text{Dk}\left(\text{pn-1},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{pn- 1}\right)\hfill \\ \mid \hfill \\ \text{Os}\left(\text{p1},\mathrm{\xi }\right)=\text{Osx}\left(\text{p1},\mathrm{\xi }\right)+\text{Dk}\left(\text{p1},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{p1}\right)\hfill \\ \text{Os}\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)=\text{Dk}\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{p0}\right)\hfill \end{array}$$

  

  mit
• Os : Signal von elektrischen Ladungen
• Osx: Effektives Bildelementsignal auf Grundlage der Belichtung (Signalkomponente auf Grund der Belichtung betreffend das Signal von elektrischen Ladungen)
• Dk : Dunkelstromkomponente des Signals von elektrischen Ladungen
• Of : Offsetkomponente des Signals von elektrischen Ladungen
• p : Spaltenposition
• ξ : Temperatur
• Andererseits sind, wenn die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a so abgeblendet ist, dass sie nicht belichtet ist, das Signal Os(pk,ξ) von elektrischen Ladungen und das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0,ξ) auf dieselbe Weise durch die folgende Formel (II) angegeben. $$\begin{array}{l}\text{Os}\left(\text{pn},\mathrm{\xi }\right)=\text{Dk}\left(\text{pn},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{pn}\right)\hfill \\ \text{Os}\left(\text{pn}-\mathrm{1,}\mathrm{\xi }\right)=\text{Dk}\left(\text{pn-1},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{pn-1}\right)\hfill \\ \mid \hfill \\ \text{Os}\left(\text{p1},\mathrm{\xi }\right)=\text{Dk}\left(\text{p1},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{p1}\right)\hfill \\ \text{Os}\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)=\text{Dk}\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)+\text{Of}\left(\text{p0}\right)\hfill \end{array}$$

  
• Es ist bekannt, dass die Dunkelstromkomponente im Wesentlichen in einem Verhältnis zur Ladungsspeicherzeit T der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a steht, so dass die Dunkelstromkomponente in der Spalte k durch die folgende Formel (III) erhalten wird. $$\text{Dk}\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)=\mathrm{\alpha }\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)\cdot \text{T}$$

  

  mit
• α: Koeffizient
• T: Speicherzeit
• Wenn die Ladungsspeicherzeit T auf mehrere Arten variiert wird, werden das Signal Os(pk,ξ) von elektrischen Ladungen und das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0,ξ) gemessen, und es wird das Verfahren der kleinsten Quadratsumme angewandt, wobei diese direkten Funktionen geeignet sein können. Jedoch werden, bei einem einfachen Verfahren, diese Signale für zwei Ladungsspeicherzeiten T gemessen, und es kann eine durch diese zwei Punkte verlaufende gerade Linie bestimmt werden.
• Ferner wird das Ausgangssignalverhältnis α2 der Dunkelstromkomponente Dk(pk,ξ) in der Spalte k des Bildelement-Erzeugungsteils 1aa und der Dunkelstromkomponente Dk(p0,ξ) des Dunkelstrom-Messteils 1ab für eine vorbestimmte Speicherzeit T erhalten, wobei es sich um das Neigungsverhältnis des Kurvenbilds des Signals Os(pk,ξ) von elektrischen Ladungen und des Kurvenbilds des Dunkelstrom-Messsignals Os(p0,ξ) wie folgt handelt: $$\begin{array}{l}\mathrm{\alpha }2\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)=\text{Dk}\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)/\text{Dk}\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)\\ =\left\{\mathrm{\alpha }\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)\cdot \text{T}\right\}/\left\{\mathrm{\alpha }\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)\cdot \text{T}\right\}\\ =\mathrm{\alpha }\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)/\mathrm{\alpha }\left(\text{p0},\mathrm{\xi }\right)\end{array}$$

  
• Dabei wird angenommen, dass das Ausgangssignalverhältnis α(pk,ξ) in Teile unterteilt wird, die vom Ort pk und der Temperatur ξ abhängen: $$\mathrm{\alpha }\left(\text{pk},\mathrm{\xi }\right)=\mathrm{\alpha 1}\left(\text{pk}\right)\cdot \mathrm{\alpha 2}\left(\mathrm{\xi }\right)$$

  
• Demgemäß hängt das Ausgangssignalverhältnis α2 nicht von der Temperatur ξ ab, und es wird die folgende Formel (IV) erhalten. $$\mathrm{\alpha 2}\left(\text{pk}\right)=\mathrm{\alpha 1}\left(\text{pk}\right)/\mathrm{\alpha 1}\left(\text{p}0\right)$$

  
• Gemäß den Formeln (I) und (IV) wird das effektive Bildelementsignal Osx(pk,ξ) auf Grundlage der Belichtung jeder Spalte pk (k=n,...,1) im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa durch das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0,ξ) wie folgt ausgedrückt, wenn die Temperatur während der Radiografie ξ ist. $$\begin{array}{l}\text{Osx}\left(\text{pk}\text{,}\mathrm{\xi }\right)=\text{Os}\left(\text{pk}\text{,}\mathrm{\xi }\right)-\text{Dk}\left(\text{pk}\text{,}\mathrm{\xi }\right)-\text{Of}\left(\text{pk}\right)\\ =\text{Os}\left(\text{pk}\text{,}\mathrm{\xi }\right)-\mathrm{\alpha 2}\left(\text{pk}\right)\cdot \text{Dk}\left(\text{p0}\text{,}\mathrm{\xi }\right)-\text{Of}\left(\text{pk}\right)\\ =\text{Os}\left(\text{pk}\text{,}\mathrm{\xi }\right)\mathrm{-\alpha 2}\left(\text{pk}\right)\cdot \left\{\text{Os}\left(\text{p}\mathrm{0,}\mathrm{\xi }\right)-\text{Of}\left(\text{p0}\right)\right\}-\text{Of}\left(\text{pk}\right)\end{array}$$

  
• Wie es aus der Formel (V) ersichtlich ist, können, wenn das Signal Os(pg,ξ) von gespeicherten Ladungen eines zu beachtenden Pixelelements 1ag während eines Radiografievorgangs durch das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0,ξ) des Dunkelstrom-Messteils 1ab gemäß der Formel (V) kompensiert wird, Belichtungsmesssignale erhalten werden, aus denen die Dunkelstromkomponente beseitigt ist.
• Das heißt, dass, gemäß der Erfindung, der Entnahmeteil 2d für das zu beachtende Pixelelement die Belichtungsmesssignale Os(pg,ξ) aus den vom zu beachtenden Pixelelement 1ag ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen mit einem vorbestimmten Timing entnimmt und der Belichtungssteuerungssignal-Erzeugungsteil 2b die Belichtungssteuerungssignale X gemäß der folgenden Formel berechnet. $$\text{X}=\text{Os}\left(\text{pg}\text{,}\mathrm{\xi }\right)-\mathrm{\alpha 2}\left(\text{pg}\right)\cdot \text{Os}\left(\text{p0}\text{,}\mathrm{\xi }\right)$$

  

  mit
• X : Belichtungssteuerungssignal
• pg: Position des zu beachtenden Pixelelements 1ag
• Hierbei ist Of(pg) aus der Formel (VI) weggelassen, das es sich um eine konstante Zahl handelt.
• Der Strahlungsintensitäts-Berechnungsteil 2f berechnet die Intensität des zu emittierenden Strahlungslichts entsprechend der folgenden Formel, und er führt eine Regelung der Strahlungsquelle-Steuerungseinrichtung aus, um dadurch eine automatische Belichtungssteuerung zu bewerkstelligen. $$\text{I}=-\text{A}\cdot \text{X}+\text{B}$$

  

  mit
• I: Treiberstrom der Strahlungslichtquelle, wie er in der Strahlungsquelle-Steuerungseinrichtung zu erzeugen ist
• A, B: Konstanter Wert
• Anstatt den Treiberstrom der Strahlungslichtquelle zu steuern, kann die Treiberspannung auf ähnliche Weise gesteuert werden, es können sowohl der Treiberstrom als auch die Treiberspannung gesteuert werden, oder es kann die Scangeschwindigkeit an Stelle des Treiberstroms gesteuert werden. Wenn der Treiberstrom oder die Scangeschwindigkeit gesteuert wird, wird die Röntgenstrahlungs-Transmissionsmenge insgesamt verändert, und es verändert sich die Helligkeit des erhaltenen Röntgenbilds. Wenn die Treiberspannung gesteuert wird, ändert sich die Energieverteilung der durchgelassenen Röntgenstrahlung, so dass sich der Kontrast des erhaltenen Röntgenbilds ändert.
• Das Prinzip der oben angegebenen automatischen Belichtungssteuerung wird unter Bezugnahme auf die 2 für den Fall von Panorama-Radiografie und den Fall normaler Röntgentransmissions-Radiografie durch eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit MOS-Sensor weiter erläutert.
• Die 2A zeigt die Beziehung zwischen der Zeit und dem ausgegebenen elektrischen Fall für den Fall einer dentalen Panorama-Radiografie, wobei die von jeder Spalte der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit CCD-Sensor ausgegebenen Signale von gespeicherten Ladungen (eindimensional) in einer Radiografie-Zeitserie angeordnet sind. In der Figur (i) ist die Position eines speziellen Pixelelements, d.h. des zu beachtenden Pixelelements 1ag im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa mit dem Bezugszeichen pg dargestellt, und die Position des Dunkelstrom-Messteils 1ab ist mit dem Bezugszeichen p0 dargestellt. Die Figur (ii) zeigt das Dunkelstrom-Messsignal (Dunkelstromkomponente) Dk(p0) vom Dunkelstrom-Messteil 1ab. Sie zeigt das Dunkelstrom- Messsignal im Dunkelstrom-Messteil 1ab, wenn eine Röntgenpanorama-Radiografie vorab, vor dem Fabrikversand, ausgeführt wird. Die Figur (ii) zeigt das Signal Os(pg) von gespeicherten Ladungen vom zu beachtenden Pixelelement 1ag für den Fall eines tatsächlichen Radiografievorgangs sowie die in ihm enthaltene Dunkelstromkomponente Dk(pg).
• Wie es aus den Fig. (ii) und (iii) erkennbar ist, wird dann, wenn Panorama-Radiografie von einem Backenzahn über die Schneidezähne zu einem anderen Backenzahn eines zu untersuchenden Objekts auszuführen ist, die Scangeschwindigkeit bei der Panorama-Radiografie für den Schneidezahn im Allgemeinen verringert, um die Röntgenstrahlungsmenge zu erhöhen, und die Röntgenstrahlungsabsorption in der Halswirbelsäule wird kompensiert. In einem solchen Fall nimmt die Dunkelstromkomponente Dk(pg) entsprechend der Scangeschwindigkeit zu. Jedoch ist das Ausgangssignalverhältnis des Dunkelstrom-Messteils 1ab und der Dunkelstromkomponente des zu beachtenden Pixelelements 1ag unabhängig von der Variation der Absolutstärke konstant. Das heißt, dass das Ausgangssignalverhältnis b/a in den Figuren konstant ist.
• Demgemäß wird das Ausgangssignalverhältnis der Dunkelstromkomponente des Dunkelstrom-Messteils 1ab und des zu beachtenden Pixelelements 1ag für eine vorbestimmte Belichtungszeit vorab in der Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 abgespeichert, und die Dunkelstromkomponente Dk(pg) kann dadurch abgeschätzt und berechnet werden, dass das entsprechende Ausgangssignalverhältnis für das Signal Os(pg) von gespeicherten Ladungen angewandt wird, das im Radiografiefall dem zu beachtenden Pixelelement 1ag entnommen wird. Daher können Belichtungsmesssignale berechnet werden, bei denen die Dunkelstromkomponente Dk(pg) aus den Signalen Os(pg) von gespeicherten Ladungen entfernt ist und die automatische Belichtungssteuerung auf Grundlage der berechneten Signale erfolgt.
• Die 2B zeigt die Position pg eines speziellen Pixelelements, d.h. des zu beachtenden Pixelelements 1ag, und die Position p0 des Dunkelstrom-Messteils 1ab im Bild, wobei das von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit MOS- Sensor ausgegebene Signal Os(pk) von gespeicherten Ladungen entsprechend der Position des Pixelelements „e“ zweidimensional angeordnet ist. Die 2B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dunkelstromkomponente Dk(pg) an der Position des zu beachtenden Pixelelements 1ag, der Dunkelstromkomponente Dk(p0) an der Position des Dunkelstrom- Messteils 1ab und der Belichtungszeit T zeigt.
• Wie es im Kurvenbild dargestellt ist, ist das Steigungsverhältnis der Ausgangssignaländerung des Signals Ok(pk) von gespeicherten Ladungen des zu beachtenden Pixelelements 1ag für die Belichtungszeit T und der Ausgangssignaländerung des Signals Dk(p0) von gespeicherten Ladungen des Pixelelements oder mindestens einer Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil 1ab für die Belichtungszeit T im Wesentlichen konstant. Daher wird, wenn das Steigungsverhältnis dieser Ausgangssignaländerungen vorab in der Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 entsprechend jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa abgespeichert wird, die entsprechende Steigung der Ausgangssignaländerung am Signal Ok(pg) von gespeicherten Ladungen angewandt, wie es im Radiografiefall dem zu beachtenden Pixelelement 1ag entnommen wird, und die Dunkelstromkomponente Dk(pk) kann entsprechend dem aktuellen Radiografiezeitpunkt abgeschätzt und berechnet werden. Daher werden Belichtungsmesssignale, aus denen die Dunkelstromkomponente Dk(pg) entfernt ist, berechnet, und die automatische Belichtungssteuerung wird auf Grundlage der berechneten Signale ausgeführt.
• Die 3 zeigt ein Beispiel der Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3. In der Figur kennzeichnet α2 (pk=1, ... , n) das Ausgangssignalverhältnis α2 in einer vorbestimmten Belichtungszeit für das Dunkelstrom-Messsignal jeder Spalte (k=1,...,n) im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa. Wenn das Ausgangssignalverhältnis für jede Spalte gespeichert wird, kann das zu beachtende Pixelelement 1ag an einer wahlfreien Position im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa eingestellt werden.
• Nun werden die Betriebsabläufe der Regelung der Steuerungsverarbeitungseinrichtung 2 für den Treiberstrom I unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur erläutert.
• Die 4 ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen den Belichtungssteuerungssignalen X und dem Treiberstrom I zeigt. Diese Erläuterung ist qualitativ, und die Koordinate und die Steigung im Kurvenbild sind beliebig. In der Figur kennzeichnet die Linie M die oben genannte Formel (VII) I=- AX+B (X ist das Belichtungssteuerungssignal, A,B bilden jeweils einen beliebigen, konstanten Wert). Diese Regelung wird so ausgeführt, dass der Stärkewert, der dadurch gebildet wird, dass die in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeicherten Ladungssignale aus den Ladungssignalen entfernt werden, die in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil der Bilderfassungsvorrichtung gespeichert werden, innerhalb eines vorbestimmten Dichtebereichs gehalten wird. Der Treiberstrom I ist eine Funktion der Belichtungssteuerungssignale X, und er ist durch eine gerade Linie wiedergegeben, jedoch handelt es sich tatsächlich um eine monoton ansteigende Funktion, und es kann sich um eine gekrümmte Linie handeln. Hierbei kann der Treiberstrom I im Fall einer Röntgenstrahlungssteuerung ein Röhrenstrom oder eine Röhrenspannung sein. Ferner kann es sich um die Scangeschwindigkeit oder den Gradationsprozess oder eine Kombination hiervon handeln.
• Es ist zu beachten, dass dann, wenn der Treiberstrom I erhöht wird, der Wert des Signals Os(pk,ξ) von gespeicherten Ladungen im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa insgesamt erhöht wird und im Ergebnis das Signal Os(pg,ξ) von gespeicherten Ladungen des zu beachtenden Pixelelements erhöht ist. Jedoch ändert sich das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0,ξ) nicht, da die Speicherzeit T nicht geändert wird.
• Wenn in der 4 der Wert „x“ des Belichtungssteuerungssignals X bei einem tatsächlichen Radiografievorgang der Punkt m1 auf der Linie M ist, wird die Steuerung so ausgeführt, dass auf den Punkt m2 der Belichtungssteuerungs-Sollsignale x0 abgezielt wird.
• Wenn die Signale von gespeicherten Ladungen des zu beachtenden Pixelelements außerhalb des Regelungs-Sollwerts liegen und sie prompt auf diesen konvergieren, kommt es in diesem Teil zu dunklen und hellen Streifen im Vergleich zu den anderen Teilen.
• Ein derartiges Problem kann dadurch gelöst werden, dass ein vorbestimmtes Verzögerungselement zur Regelung hinzugefügt wird und dem Regelungs-Sollwert langsam nachgefahren wird (Wirkung als Tiefpassfilter). In der Praxis kann ein Tiefpassfilter aus einem Kondensator und einem Widerstand angebracht werden, oder ein Vergangenheitswert wird mit einem Zeitgewichtungsfaktor gewichtet, um dann zum aktuellen Wert addiert zu werden.
• Als Nächstes werden entsprechend Flussdiagrammen schematische Prozeduren zum Erzeugen der Dunkelstrom-Kompensationstabelle und der automatischen Belichtungssteuerung erläutert.
• Die 5A zeigt, wie die Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 vor einem tatsächlichen Radiografievorgang erzeugt wird, z. B. vor dem Fabrikversand. In einem Schritt 201 wird die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a völlig abgewendet, und das Signal Os(pg) von gespeicherten Ladungen für das gesamte Pixelelement einschließlich des Dunkelstrom- Messteils 1ab wird für mehrere Speicherzeiten T gemessen. In einem Schritt 202 wird aus dem Messergebnis die Beziehung zwischen der Speicherzeit T und dem Signal Os(pg) von gespeicherten Ladungen für das gesamte Pixelelement erhalten. Dann wird in einem Schritt 203 das Ausgangssignalverhältnis α2 der Dunkelstromkomponente für eine vorbestimmte Belichtungszeit vom Dunkelstrom-Messteil 1ab und jedes Pixelelement oder jede Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa aus der erhaltenen Beziehung der Speicherzeit T und des Signals Os(pg) von gespeicherten Ladungen für das gesamte Pixelelement erhalten. Schließlich werden in einem Schritt 204 das Ausgangssignalverhältnis α2 und der Offset Of in der Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 für das gesamte Pixelelement gespeichert. Die Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 wird, falls erforderlich, für mehrere Speicherzeitarten gespeichert, wobei die Temperatur variiert ist.
• Die 5B zeigt die Prozedur der automatischen Belichtungssteuerung für einen tatsächlichen Radiografievorgang. In einem Schritt 301 wird ein Radiografievorgang ausgeführt, und es werden die gespeicherten Signale Os für jedes Pixelelement ausgegeben. In einem Schritt 302 wird das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0) entnommen. Als Nächstes wird in einem Schritt 303 das Signal Os(pg) von gespeicherten Ladungen vom zu beachtenden Pixelelement 1ag entnommen. Das entnommene gespeicherte Signal Os(pg) des zu beachtenden Pixelelements kann ein Spaltensignal oder mehrere Spaltensignale sein. In einem Schritt 304 wird der in der Dunkelstrom-Kompensationstabelle 3 gespeicherte Wert α2 (pk) auf das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0) und das Signal Os(pg) von gespeicherten Ladungen angewandt, um das Belichtungssteuerungssignal X zu berechnen. In einem Schritt 305 wird die Intensität von Strahlungslicht, wobei es sich um den zu regelnden Sollwert handelt, auf Grundlage des Belichtungssteuerungssignals X berechnet, und gleichzeitig mit der Radiografie erfolgt eine Regelung. Im letzten Schritt 306 wird beurteilt, ob der Prozess abgeschlossen ist, und wenn die Prozedur nicht beendet ist, kehrt der Schritt zu 301 zurück. Tatsächlich wird die Dunkelstromkomponente des belichteten Pixelelements aus der Beziehung zwischen dem belichteten Pixelelement und dem unbelichteten Pixelelement für die Ladungsspeicherzeit, wie sie vorab pro Pixelelement in der Kompensationstabelle für den Radiografiefall abgespeichert wurde, und aus der Beziehung zwischen der während eines tatsächlichen Radiografievorgangs gemessenen Radiografiezeit und dem unbelichteten Pixelelement abgeschätzt, und durch die Belichtungssteuerungssignale wird eine Regelung ausgeführt. Für diese Abschätzung werden die Ladungsspeicherzeiten während des Vorprozesses und während eines Radiografievorgangs nicht als Parameter verwendet. Daher ist kein Entnahmeprozess für die Ladungsspeicherzeit erforderlich, so dass Anwendbarkeit besteht, wenn ein TDI- Taktsignalgenerator außerhalb eines Röntgenstrahlungsdetektors vorhanden ist. Bei der Radiografieregelung wird in der Praxis die Röntgenstrahlungs-Scangeschwindigkeit und/oder der Röntgenstrom und/oder die Röntgenröhrenspannung und/oder ein Gradationsprozess oder eine Kombination hiervon gesteuert.
• [Ausführungsform 2]
• Als Nächstes wird ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät erläutert, das eine Panorama-Radiografie ausführen kann, bei der die Erfindung angewandt wird.
• Die 6 zeigt eine Außenansicht des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A2. Ein Ständer 4b steht auf einem Sockel 4a eines Gerätekörpers 4, am Ständer 4b ist ein Haltekörper 5 so angebracht, dass er nach oben und unten beweglich ist, und am Haltekörper 5 ist ein Dreharm 6 drehbar vorhanden. Ein sich horizontal erstreckender Haltearm 5a ist für das obere Ende des Haltekörpers 5 vorhanden und für sein unteres Ende ist ein Objektrahmen 5b vorhanden. Für den Objektrahmen 5b ist eine Kinnstütze 5c vorhanden.
• Im Haltearm 5a ist ein XY-Tisch untergebracht, der durch einen Schrittmotor in den Richtungen X und Y verstellbar ist, und der Dreharm 6 kann gedreht werden, während er durch den XY-Tisch gelagert ist, wobei er in der vertikalen Ebene frei beweglich ist. Eine Kopfhalteeinrichtung 5d für ein Objekt ist eine Objekthalteeinrichtung, die an der Unterseite des Haltearms 5a angebracht ist, den Dreharm 6 durchdringt und über einen Positionssteuerungsmechanismus verfügt.
• Für den Dreharm 6 ist ein Drehmechanismus vorhanden, um ihn durch einen Schrittmotor in Bezug auf den Haltearm 5a zu drehen. Der Dreharm 6 ist so aufgebaut, dass er sich in Bezug auf eine senkrechte axiale Linie dreht, während das Rotationszentrum durch den oben genannten XY-Tisch verstellt wird. Die beiden Enden des Dreharms 6 hängen nach unten, für ein Ende 6a ist ein Röntgenstrahlungsgenerator 7 vorhanden, und für das andere Ende 6b ist gegenüberstehend ein Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 8 vorhanden. Der Röntgenstrahlungsgenerator 7 verfügt über eine Röntgenstrahlungsröhre, eine Röntgenstrahlungs-Ausblendplatte mit einem ersten Längsschlitz, einen Steuerungsmechanismus zum Ändern der Form des ersten Schlitzes, usw. (diese sind nicht dargestellt).
• Das Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 8 verfügt über einen zweiten Längsschlitz 9a, der dem ersten Schlitz entspricht, und eine Ausblendplatte 9 mit einem Steuerungsmechanismus für den Schlitz 9a, die so vorhanden sind, dass sie dem Röntgenstrahlungsgenerator 7 gegenüberstehen. An der Rückseite der Ausblendplatte 9 ist ein Detektorhalter 10 vorhanden, und am Detektorhalter 10 ist ein Radiografiedetektor 11A vorhanden.
• Hinter dem Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 8 ist ein Steuerungsteil 12 für den Gerätekörper mit einer gedruckten Leiterplatte mit mehreren Schaltkreisen vorhanden, und eine Bedienkonsole 13 ist so vorhanden, dass sie die Außenseite desselben bedeckt. Für die Bedienkonsole 13 sind mehrere Schalter und ein Flüssigkristalldisplay 13a vorhanden (nicht dargestellt).
• Der Gerätekörper 4 verfügt über ein Fernsteuerungskästchen 14A, das mit einem Bedienungskabel 14a angeschlossen ist, und für das Kästchen 14A sind ein Hauptschalter zum Ein- oder Ausschalten einer Spannungsquelle und ein Röntgenstrahlungsschalter vorhanden.
• Für den Röntgenstrahlung-Erfassungsteil 8 ist ein Verbinder 15 für Verbindung mit dem Radiografiedetektor vorhanden.
• Die 7 zeigt die Außenansicht des Radiografiedetektors 11A, und die 8 zeigt dessen Innenaufbau. Der Detektor 11A verfügt über eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1 wie einen CCD-Sensor, und er ist mit einem Außengehäuse 16 verstärkt, das mehrere Arten von Schaltkreisen für die Einheit aufnimmt. Der Verbinder 17 für eine externe Schaltung ist an einer Seite des Gehäuses 16 vorhanden, und er ist allgemein mit einem einheitlichen Kabel mit einer Spannungsversorgungsleitung und einer Signalleitung (nicht dargestellt) mit dem Verbinder 15 des Röntgenstrahlungs-Erfassungsteils 8 verbunden. Der Verbinder 17 kann dazu verwendet werden, externe Geräte wie einen PC anzuschließen.
• Das Außengehäuse 16 besteht aus einem geeigneten Material mit erforderlicher Stabilität, wie Metall, wie einer Aluminiumplatte, oder einem Kunstharz, wie ABS-Harz. Der Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 18, der aus einem Material besteht, das vorzugsweise Röntgenstrahlung durchlässt, jedoch sichtbares Licht ausblendet, z. B. ABS-Harz mit dunkler Farbe, ist in der Längsrichtung im Zentrum der Vorderseite so vorhanden, dass er an der Rückseite des zweiten Schlitzes 9a liegt. Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1 ist innerhalb des Röntgenstrahlungs-Erfassungsteils 18 vorhanden.
• Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1, die an der Rückseite des Röntgenstrahlungs-Erfassungsteils 18 vorhanden ist, besteht aus einem Licht emittierenden Körper 1b (Szintillator) zum Wandeln der abgestrahlten Röntgenstrahlung in sichtbares Licht, einer optischer Faser 1c zum Übertragen des vom Licht emittierenden Körper 1b erzeugten Lichts in die Lichtempfangsfläche der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, und diese Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, die später erläutert wird, und sie verfügt über eine Leiterplatte 1d. Die Bezugszahl 19 kennzeichnet ein Schutzgehäuse, 19a kennzeichnet ein Abdichtmaterial zum Ausblenden von Röntgenstrahlung, und 1e ist ein Signalstift der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1. Am unteren Teil des Abdichtmaterials 19a ist ein Röntgenstrahlungs-Ausblendmaterial 19b angebracht, das eine Bleiplatte ist, um den später erläuterten Dunkelstrom-Messteil 1ab, der später erläutert wird, am entsprechenden Teil der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a anzubringen, wobei der Licht emittierende Körper 1b gegen Röntgenstrahlung abgeschirmt wird.
• Die schematische Struktur des wesentlichen Teils des Gerätekörpers 4 wird unter Bezugnahme auf die 9 erläutert, und die schematische Struktur des wesentlichen Teils des Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungsdetektors 11A wird unter Bezugnahme auf die 10 erläutert.
• Die 9 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Struktur des wesentlichen Teils des Steuerungsteils 20 des Gerätekörpers zeigt. Der Steuerungsteil 20 verfügt über eine Steuerungseinheit 20a mit einer MPU (CPU), die das Betriebs- und Steuerungszentrum des gesamten Röntgenbild-Aufnahmegeräts A2 bildet, einen Eingangs/Ausgangs-Port 20b und einen Speicher 20c. Außerdem verfügt er über eine Röntgenstrahlungs-Steuerungsschaltung 20d zum Ansteuern und Steuern des Röntgenstrahlungsgenerators 7, eine TDI-Taktsignal-Erzeugungsschaltung 20g, eine Kommunikations-Steuerungsschaltung 20h und eine Spannungsversorgungsschaltung 20i. Dies sind über den Eingangs/Ausgangs-Port 20b mit der Steuerungseinheit 20a verbunden. Mit dem Eingangs/Ausgangs-Port 20b ist eine Bedienkonsole 13 zum Eingeben mehrerer Betriebsdaten oder das Fernsteuerungskästchen 14A zur Ferneingabe der Daten verbunden. Ferner ist ein Verbinder 17 vorhanden, der dem Verbinder 17' eines Anschlusskabels 21 zum Anschließen des Radiografiedetektors 11A entspricht, und der Eingangs/Ausgangs-Port 20b, die Kommunikations-Steuerungsschaltung 20h und die Spannungsversorgungsschaltung 20i sind mit dem Verbinder 17 verbunden.
• Die 10 ist ein Blockdiagramm des wesentlichen Teils des Radiografiedetektors 11A. Der Detektor 11A verfügt über eine Steuerungseinheit 11a aus einer MPU (CPU) zum Steuern des Betriebs jeder Schaltung in ihm sowie des Gesamtbetriebs des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A2 einschließlich des Gerätekörpers 4 selbst oder gemeinsam mit dem Steuerungsteil 20 des Gerätekörpers, einen Eingangs/Ausgangs-Port 11b, eine TDI-Taktsignal-Wandlerschaltung 11c, eine Bildelement-Treiberschaltung 11d, einen A/D-Wandler 11e, einen Speicher 11f, eine Kommunikations-Steuerungsschaltung 11g und eine Spannungsschaltung 11h. Jede Schaltung und ein Verbinder 17 sind so verbunden, wie es in der Figur dargestellt ist. Die Steuerungseinheit 11a ist so aufgebaut, dass sie für die Funktion der Bildverarbeitungseinrichtung 2 zum Kompensieren eines Dunkelstroms, was bei der Ausführungsform 1 als Charakteristikum der Erfindung erläutert ist, durch einen Softwareprozess sorgt. Die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3, auf die die Pixelelement-Verarbeitungseinrichtung Bezug nimmt, wird vor dem Fabrikversand vorab im Speicher 11f abgespeichert und dazu verwendet, ein effektives Pixelelement abzuspeichern, wie es während eines Radiografievorgangs ein Panorama-Röntgenbild erzeugt.
• Der Radiografiedetektor 11A ist so aufgebaut, dass er vom Gerätekörper 4 abnehmbar oder fest an ihm anbringbar ist. Zu diesem Zweck ist der Verbinder 17 elektrisch und regelungstechnisch durch einen Verbinder 17', der am vom Steuerungsteil 20 des Hauptkörpers eingeführten Verbindungskabel 21 vorhanden ist, mit dem Steuerungsteil 20 des Gerätekörpers verbunden. Der Steuerungsteil 20 des Gerätekörpers ist so aufgebaut, dass ein externes Gerät 100 wie ein PC so angeschlossen ist, dass Steuerungsinformation in den Steuerungsteil 20 selbst und den Radiografiedetektor 11A eingegeben wird und die Daten ausgegeben und gespeichert werden. Der Speicher 11f, in dem die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 abgespeichert ist, ist bei der oben angegebenen Ausführungsform im Radiografiedetektor 11A vorhanden, jedoch kann der im Computer außerhalb des Gerätekörpers vorhandene Speicher verwendet werden.
• Die 11 zeigt eine schematische Struktur der für den Radiografiedetektor 11A vorhandenen Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a. Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a besteht aus einem CCD-Sensor vom FFT-Typ (Full-Frame-Transfer-Typ). Die Bezugszahl 1ad kennzeichnet eine Sensormatrix aus einem Lichtempfangsteil, und sie ist so aufgebaut, dass ein Horizontalschieberegister 1ae zum Übertragen der gespeicherten Ladung in horizontaler Richtung in mehreren nach oben und unten verlaufenden Spalten angeordnet ist und ein in einer Spalte oder einem Schritt angeordnetes Pixelelement „e“ durch die Potenzialwanne gebildet ist, die im Horizontalschieberegisterteil 1ae ausgebildet ist.
• Die Bezugszahl 1ac entspricht einem Übertragungsteil für gespeicherte Ladungen zum Ausbilden einer Potenzialwanne, die die gespeicherten Ladungen senkrecht überträgt, die durch die Potenzialwanne jedes Horizontalschieberegisterteils 1ae, der in mehreren Spalten nach oben und unten verlaufend ausgebildet ist, parallel in horizontaler Richtung auf einmal übertragen wurden, 1ac kennzeichnet eine Ausgangswanne zum Entnehmen der gespeicherten Ladungen, die in vertikaler Richtung seriell übertragen wurden, aus dem Übertragungsteil 1ac für gespeicherte Ladungen, und 22 kennzeichnet einen Verstärker zum weiteren Wandeln der von der Ausgangswanne 1af sequenziell ausgegebenen gespeicherten Ladungen in Spannungssignale, um sie als Signale von gespeicherten Ladungen auszugeben.
• In der Sensormatrix 1ad ist das Pixelelement „e“ in elf Spalten (vertikale Richtung) und vier Schritten (horizontale Richtung) in der Figur angeordnet, jedoch ist das Pixelelement „e“ tatsächlich in 1500 Spalten und 16 Schritten angeordnet. Der Bildelement-Erzeugungsteil 1aa zum Ausgeben des das Bild erzeugenden Pixelelements als gespeicherte Ladung ist in der Figur anderen Spalten als der untersten Spalte zugeordnet, und der untersten Spalte ist ein Dunkelstrom-Messteil 1ab zugeordnet, der sich immer dadurch in einem nicht beleuchteten Zustand befindet, dass Röntgenstrahlung durch das Röntgenstrahlungs-Ausblendelement 19b ausgeblendet wird, und er gibt die Dunkelstrom-Messsignale als gespeicherte Ladung aus. Ferner wird das zu beachtende Pixelelement 1ag im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa eingestellt.
• Die vom Verstärker 22 ausgegebenen Signale von gespeicherten Ladungen werden an den AD-Wandler 11e geliefert, um in digitale Signale gewandelt zu werden. Das Horizontalschieberegister 1ae, der Übertragungsteil 1ac für gespeicherte Ladungen und die Ausgangswanne 1af, die den CCD-Sensor bilden, übertragen die gespeicherte Ladung folgend auf das Treibertaktsignal der Bilderfassungsvorrichtungs-Treiberschaltung 11d.
• In JP 9 - 200 625 A ist ein solcher Grundbetrieb für die Ladungsübertragung eines CCD-Sensors offenbart, wobei die durch Emissionslicht erhaltene gespeicherte Ladung in der Potenzialwanne der eine Lichtempfangsfläche bildenden Sensormatrix 1ad blockiert wird, um in einem Halbleitermaterial übertragen zu werden. Jedoch ist ein Konstruktionsmerkmal der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a das Dunkelstrom-Messteil 1ab, das sich immer in nicht belichtetem Zustand befindet und Dunkelstrom-Messsignale als gespeicherte Ladung ausgibt, und das einem Teil der Sensormatrix 1ad zugeordnet ist, und ferner ist das zu beachtende Pixelelement zur automatischen Belichtungssteuerung an einer geeigneten Position im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa eingestellt. Der oben erläuterte CCD-Sensor ist vom Full-Frame-Transfer-Typ, jedoch kann er vom FT-Typ (Frame-Transfer-Typ) sein. Ferner kann der Sensor eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung wie ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor, ein zweidimensionaler Flachbildsensor (Flachtafelsensor) wie ein TFT (Dünnschichttransistor) usw. an Stelle des oben genannten CCD-Sensors sein. Noch ferner wird bei der oben angegebenen Ausführungsform sichtbares Licht vom Licht emittierenden Körper 1b zum Wandeln der abgestrahlten Röntgenstrahlung in sichtbares Licht empfangen, jedoch kann ein CCD-Sensor verwendet werden, der direkt Röntgenstrahlung erfasst.
• Die 12 zeigt ein Beispiel eines Panorama-Röntgenbilds, wie es durch das so aufgebaute Panorama-Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 erhalten wird, die 12a ist ein Panorama- Röntgentransmissionsbild des gesamten Kiefers und die 12b ist ein Kurvenbild, das die Signale von gespeicherten Ladungen vom zu beachtenden Pixelelement 1ag, das im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa geeignet positioniert ist, und die Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 26cf zeigt.
• Das Bezugszeichen RZ in der 12a kennzeichnet ein Dichtekompensationsgebiet, wie es allgemein für Panorama-Radiografie verwendet wird. Röntgenstrahlung wird in diesem Gebiet für eine längere Zeit abgestrahlt, um den Effekt eines Hindernisschattens, wie der Halswirbelsäule zu beseitigen, und der Dreharm 6 dreht sich zu diesem Zweck langsam. Wie es aus der 12b ersichtlich ist, existiert im Dichtekompensationsgebiet eine große Menge an Dunkelstrom-Messsignalen. Die Dunkelstromkomponente in den Signalen von gespeicherten Ladungen vom zu beachtenden Pixelelement 1ag und die Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 1ab verfügen über verschiedene Absolutstärken, jedoch zeigen die Stärken eine Proportionalitätsbeziehung.
• Gemäß dem bei der Ausführungsform 1 erläuterten Verfahren wird auf Grundlage der Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 1ab die Dunkelstromkomponente in den Signalen von gespeicherten Ladungen vom zu beachtenden Pixelelement 1ag abgeschätzt und berechnet, um entfernt zu werden, um dadurch die Belichtungssteuerungssignale zu erhalten. Die Regelung kann auf solche Weise ausgeführt werden, dass die Intensität von Belichtungssteuerungssignalen gleichmäßig wird.
• Bei dieser Ausführungsform wird als Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a ein CCD-Sensor verwendet, jedoch kann an Stelle desselben ein MOS-Sensor verwendet werden, bei dem eine Fotodiode jedes Pixelelements durch einen MOS-Transistor ausgewählt wird und die elektrische Ladung entnommen wird.
• [Ausführungsform 3]
• Als Nächstes wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die Erfindung bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild- Aufnahmegerät angewandt ist, das cephalometrische Radiografie ausführen kann.
• Die 13 ist eine Außenansicht des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A3 von vorne. Das Röntgenbild-Aufnahmegerät A3 ist so aufgebaut, dass das bei der Ausführungsform 2 erläuterte Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der 6 ferner mit einem abnehmbaren Radiografiedetektor 11B für cephalometrische Radiografie versehen ist. Außerdem ist eine Halteeinrichtung 23 für cephalometrische Radiografie zum Halten des Kopfs H eines zu untersuchenden Objekts vorhanden, um dadurch cephalometrische Radiografie als auch Panorama- Radiografie zu ermöglichen.
• Der Radiografiedetektor 11B hat dieselbe Struktur wie der Radiografiedetektor 11A, der für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der Ausführungsform 2 verwendet wird. Das Fernsteuerungskästchen 14B hat dieselbe Struktur wie das Fernsteuerungskästchen 14A in der 6, jedoch sind die Einstellposition und die möglichen Bedienungen geändert, um sowohl für Panorama-Radiografie als auch cephalometrische Radiografie verwendbar zu sein.
• Im Fall cephalometrischer Radiografie liegt, wie beim Stand der Technik, der Radiografie-Erfassungsteil 8 außerhalb des Röntgenstrahlungsgebiets des Röntgenstrahlungsgenerators 7, die Röntgenstrahlung vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 strahlt durch den Kopf H des Objekts, der durch die Halteeinrichtung 23 für cephalometrische Radiografie fixiert wurde, und sie erreicht den Radiografiedetektor 11B. Dabei ist der Radiografiedetektor 11B nach oben und unten oder rechts und links in Bezug auf die Halteeinrichtung 23 für cephalometrische Radiografie auf solche Weise verstellbar, dass der Röntgenstrahlungs-Empfangsteil 18 das Röntgenstrahlungs-Transmissionsbild des gesamten Kopfs H des Objekts empfangen kann.
• Die 14 zeigt die Positionsbeziehung zwischen dem Röntgenstrahlungsgenerator 7, dem Kopf H des Objekts und dem Radiografiedetektor 11B für den Fall cephalometrischer Radiografie. Wie es in der Figur dargestellt ist, wird das Strahlungsgebiet der vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 abgestrahlten Röntgenstrahlung durch einen ersten Schlitz auf ein pyramidenartiges begrenzt. Der erste Schlitz und der Radiografiedetektor 11B werden zusammenwirkend in den Richtungen nach rechts und links auf solche Weise verstellt, dass der Röntgenstrahl durch den Kopf H des Objekts strahlt und der Röntgenstrahlungs-Radiografiedetektor 11B empfängt das Transmissions-Röntgenbild des gesamten Kopfs H.
• Im Fall derartiger cephalometrischer Radiografie verfügt der Radiografiedetektor 11B für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A3 über dieselbe Struktur wie der Radiografiedetektor 11A für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der Ausführungsform 2, so dass die automatische Belichtungssteuerung entsprechend dem bei der Ausführungsform 1 erläuterten Verfahren ausgeführt werden kann.
• [Ausführungsform 4]
• Nun wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die Erfindung bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt ist, das Linearscan-Radiografie ausführen kann.
• Die 15 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtstruktur des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A4 zeigt. Das Röntgenbild- Aufnahmegerät A4 dient einer Linearscan-Radiografie, und es verfügt über einen Röntgenstrahlungsgenerator 7, einen Radiografiegenerator 11C, der den vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 empfangenen Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahl B, der durch das Objekt gestrahlt wurde, empfängt, einen Detektorhalter 10 zum Verstellen und Halten des Detektors 11C auf lösbare und in der Geschwindigkeit steuerbare Weise, eine Kopfandrückeinrichtung 5d (Objektfixiereinrichtung) zum Fixieren des Kopfs H des Objekts, von dem ein Bild aufzunehmen ist, eine Positionserfassungseinrichtung 32 zum Erfassen eines Gradationsprozess-Bezugspunkts des Objekts, und einen Gerätekörper 4 zum Steuern des gesamten Geräts.
• In der Figur sind der Röntgenstrahlungsdetektor 7, der Radiografiedetektor 11C, ein Halteteil zum Scannen des Detektors, die Objektfixiereinrichtung 5d und die Positionserfassungseinrichtung 32 in einer flachen Ebene dargestellt, wenn ihr Gebrauchszustand von oben her gesehen wird. Der Radiografiedetektor 11C hat dieselbe Struktur wie der Radiografiedetektor 11A am Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der Ausführungsform 2.
• Der Röntgenstrahlungsgenerator 7 weist eine Röntgenstrahlungsröhre auf, und er verfügt über ein erstes Schlitzelement 7b aus einem Röntgenstrahlungs-Ausblendmaterial, das mit einem ersten Schlitz 7a ausgebildet ist, bei dem es sich um eine Öffnung zum Eingrenzen des Röntgenstrahls, der von der Röhre weit abgestrahlt wird, in eine feste Richtung und auf eine feste Fläche, um einen Zielfleck zu bestrahlen, handelt, eine erste Schlitzverstellachse 7c zum Verstellen des ersten Schlitzelements 7b in der in der Figur dargestellten Richtung D, während die Geschwindigkeit und die Position kontrolliert werden, und einen ersten Schlitzverstellmotor M1 zum Ansteuern der ersten Schlitzverstellachse 7c.
• Das Halteteil 33 für den Radiografiedetektor verfügt über den Detektorhalter 10 zum lösbaren Halten des Radiografiedetektors 11C, eine Detektorverstellachse 33a zum Verstellen des Detektorhalters 10 in der in der Figur dargestellten Richtung D, um die Geschwindigkeit und die Position zu kontrollieren, und einen Detektorverstellmotor M2 zum Antreiben der Verstellachse 33a. Er verfügt auch über ein zweites Schlitzelement 34b aus einem Röntgenstrahlung-Ausblendmaterial mit einem zweiten Schlitz 34a, der als Öffnung zum Durchlassen von Röntgenstrahlung zum weiteren Eingrenzen des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B, der durch den ersten Schlitz 7a des Röntgenstrahlungsgenerators 7 eingegrenzt wurde, auf ein festes Gebiet vor dem Bestrahlen auf den Kopf H des Objekts dient. Er verfügt auch über eine zweite Schlitzverstellachse 34c zum Verstellen des zweiten Schlitzelements 34b in der in der Figur dargestellten Richtung D, um die Geschwindigkeit und die Position zu kontrollieren, und einen zweiten Schlitzverstellmotor M3 zum Antreiben der zweiten Schlitzverstellachse 34c. Andererseits müssen der Detektorverstellmotor M2 und der zweite Schlitzverstellmotor M3 nicht gesondert vorhanden sein, sondern sie können durch einen Zeitsynchronisierriemen mechanisch gekoppelt sein, so dass ein Motor weggelassen werden kann.
• Die Halteeinrichtung 5d für den Kopf des Objekts (Objektfixiereinrichtung) ist so aufgebaut, dass sie den Kopf H des Objekts unabhängig von der Bewegung des Erfassungshalters 10 des Halteteils 33 des Radiografiedetektors und des zweiten Schlitzelements 34b in der Richtung D an einer festen Position hält.
• Der Gerätekörper 4 verfügt über einen Radiografieteil 20 mit einer Steuerungseinheit 20a aus einer MPU (CPU) zum Bewerkstelligen einer zentralen Steuerungsfunktion, einen Speicher 20c zum Speichern mehrerer Arten von Steuerungsprogrammen, die durch die Steuerungseinheit 20a abgearbeitet werden, eine Röntgenstrahlungs-Steuerungsschaltung 20d, eine Motor-Steuerungsschaltung 20f, eine TDI-Taktsignal-Erzeugungsschaltung 20g und eine Kommunikations-Steuerungsschaltung 20h. Der Gerätekörper 4 verfügt ferner über eine Bedienkonsole 13 zum Empfangen mehrerer Bedienungsanweisungen sowie eine Anzeigeeinrichtung 13a zum Anzeigen von Röntgenbildern. Die Motor-Steuerungsschaltung 20f ist mit dem ersten Schlitzverstellmotor M1, dem Detektorverstellmotor M2 und dem zweiten Schlitzverstellmotor M3, um diese zu steuern, verbunden.
• Bei diesem Röntgenbild-Aufnahmegerät A4 sind der Röntgenstrahlungsgenerator 7 und der Radiografiedetektor 11C so vorhanden, dass die Objektfixiereinrichtung 5d dazwischen eingefügt ist, wie es in der Figur dargestellt ist. Wenn der erste Schlitz 7a, der zweite Schlitz 34a und der Radiografiedetektor 11C des synchron in Bezug auf den Kopf H des Objekts, der durch die Kopfandrückeinrichtung (Kopfhalteeinrichtung) 5d fixiert ist, verstellt werden, wird der Kopf H des Objekts durch den Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahl B abgescannt, während der vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 abgestrahlte Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahl B und der Radiografiedetektor 11C in derselben Richtung D synchron verstellt werden, und dann wird das Linearscan-Röntgenbild des Kopfs H des Objekts erhalten. In einem solchen Fall wird die Scangeschwindigkeit (Verstellgeschwindigkeit in der Richtung D) des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B auf Grundlage der Signale von gespeicherten Ladungen gesteuert, bei denen es sich um die durch den Scan-Radiografiedetektor 11C empfangenen Röntgenstrahlungs-Empfangsdaten handelt.
• Wenn die Durchstrahlungsmenge groß ist, während ein Hartgewebegebiet eingescannt wird, wird die Strahlungsdosis des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B, die pro Zeiteinheit auf dasselbe gestrahlt wird, durch Erhöhen der Scangeschwindigkeit verringert. Wenn andererseits die Durchstrahlungsmenge klein ist, wird die Strahlungsdosis des Röntgenstrahlungs- Schlitzstrahls B, der pro Zeiteinheit auf das Hartgewebegebiet gestrahlt wird, durch Verringern der Scangeschwindigkeit erhöht.
• Ferner weist der für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A4 verwendete Radiografiedetektor 11C bei derartiger Linearscan-Radiografie, dieselbe Konstruktion wie der Radiografiedetektor 11A für das bei der Ausführungsform 2 erläuterte Röntgenbild-Aufnahmegerät A2, so dass die Dunkelstromkompensation entsprechend dem bei der Ausführungsform 1 erläuterten Verfahren erfolgen kann.
• Die 16 ist eine erläuternde Ansicht des wesentlichen Teils der in der 15 dargestellten Positionserfassungseinrichtung 32. Die Positionserfassungseinrichtung 32 verfügt über eine Kontaktmarkierungseinrichtung 32a und einen Positionsdetektor 32b, wobei die Kontaktmarkierungseinrichtung 32a so gehalten wird, dass sie nach oben und unten sowie rechts und links verstellbar ist, wie es durch Pfeile dargestellt ist, und wobei die Position der Kontaktmarkierungseinrichtung 32a, die mit einem Gradationsprozess-Standardpunkt B des Kopfs H des Objekts in Kontakt gebracht wird, erfasst. Der Positionsdetektor 32b besteht aus einem an der Kopfandrückeinrichtung 5d (Objektfixiereinrichtung) befestigten Potenziometer.
• Eine auf diese Weise aufgebaute Positionserfassungseinrichtung kann den Gradationsprozess-Standardpunkt P (Nasion, die häufig für cephalometrische Dental-Radiografie verwendet wird, d.h. die Vorderseite der Nasenwurzel in der Mittelebene des menschlichen Kopfs, die für Orthodontie von Bedeutung ist) einfach, schnell und genau erfassen. Ferner ist es nicht erforderlich, am Objekt eine Erfassungsmarkierung anzubringen. Für den Gradationsprozess-Standardpunkt P besteht keine Einschränkung auf die Nasionsposition, sondern es kann jede bekannte Position verwendet werden.
• Der so erhaltene Gradationsprozess-Standardpunkt P wird für einen Gradations-Nachprozess für ein Gebiet weichen Gewebes in einem Linearscan-Röntgenbild, wie es durch den Radiografiedetektor 11C erhalten wurde, oder zum Steuern der Strahlungsmenge des Radiografie-Röntgenstrahlungs- Schlitzstrahls B verwendet.
• Ferner können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations- Tabellen 3 entsprechend der Temperatur bereitgestellt werden, die geeignete Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 kann bei einem Radiografievorgang abhängig von der Temperatur ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem solchen Fall wird die temperaturbezogene Schwankungskomponente der Dunkelstromkomponente, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, wenn die Dunkelstromkomponente entfernt wird, um dadurch ein bevorzugteres Ergebnis bei der automatischen Belichtungssteuerung zu erzielen.
• [Ausführungsform 5]
• Nun wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die Erfindung bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt ist, das Dental-Radiografie ausführen kann.
• Die 17 erläutert, wie das Röntgenbild-Aufnahmegerät verwendet wird. Das Objekt, von dem durch das Röntgenbild- Aufnahmegerät ein Bild aufzunehmen ist, ist ein Intraoralgebiet.
• Ein Röntgenstrahlungsgenerator 7 ist so vorhanden, dass er in Bezug auf einen freien Arm 33 nach oben und unten schwingen und sich horizontal verdrehen kann, und die Richtung der Röntgenstrahlungsröhre 7d wird so gesteuert, dass Röntgenstrahlung in das Intraoralgebiet gestrahlt wird. Ein Radiografiedetektor 11D ist so positioniert, dass er die Intensitätsverteilung von durch das Intraoralgebiet gestrahlter Röntgenstrahlung, zum Erfassen eines Röntgenbilds, an einer Position angebracht, die der Röntgenstrahlungsröhre 7d gegenübersteht, wobei das Intraoralgebiet dazwischen eingefügt ist. Das heißt, dass eine Positionierungseinrichtung 34 mit dem Radiografiedetektor 11D so konzipiert ist, dass sie durch Finger des Objekts auf solche Weise gehalten wird, dass die Bildebene des Detektors 11D ungefähr in der Richtung der Röntgenstrahlung zeigt.
• Die 18 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Radiografiedetektors 11D zeigt, die 18a ist ein Horizontalschnitt entlang der Linie A-A, und die 18b ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie B-B.
• Der Radiografiedetektor 11D besteht aus einem Lichtemissionselement (Szintillator) 1b zum Wandeln der abgestrahlten Röntgenstrahlung in sichtbares Licht, einer optischen Faser 1c zum Übertragen des vom Lichtemissionselement 1b emittierten Lichts in eine Lichtempfangsfläche einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, diese Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a aus einem CCD-Sensor zum Speichern der elektrischen Ladung, wie sie erzeugt wird, wenn die durch die optische Faser 1c übertragene Fluoreszenzverteilung empfangen wird und zum sequenziellen Auslesen der für eine feste Zeit gespeicherte elektrischen Ladung, um eine Wandlung in elektrische Signale auszuführen, eine Keramikplatte 1d zum Halten der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a sowie ein Schutzgehäuse 19 zum Aufnehmen jedes Konstruktionselements.
• An der Röntgenstrahlungs-Bestrahlungsfläche und an der Innenseite des Schutzgehäuses 19 ist ein leitendes Element 35, wie eine dünne Schicht aus Aluminium oder Kupfer, so vorhanden, dass es das Lichtemissionselement 1b, die optische Faser 1c, die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a und die Platte 1d einschließt, so dass Induktionsrauschen und elektrostatische Spannungsstöße von außen die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a usw. nicht beeinflussen, um dadurch die Antirauschfunktion und die Antispannungsstoßfunktion zu verbessern. Das Material des leitenden Elements 35 ist vorzugsweise Aluminium und Beryllium mit kleinem Atomgewicht, und die Dicke ist so gering wie möglich, wie 0,01 mm bis 0,1 mm, so dass die in den Radiografiedetektor 11D eintretenden Röntgenstrahlung keine Abschwächung und Streuung erfährt.
• Ein Abdichtmaterial 19a zum Ausblenden von Röntgenstrahlung bedeckt die Rückseite und die Innenseite des Schutzgehäuses 19, um zu verhindern, dass unnötige Streu-Röntgenstrahlung in die Rückseite und die Seite der Platte 1d eindringt. Ein Röntgenstrahlungs-Ausblendmaterial 19b aus dem Abdichtmaterial 19a ist für einen Teil der Belichtungsfläche im Schutzgehäuse 19 vorhanden, um das Dunkelstrom-Messteil 1ab der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a einzusetzen.
• Die Platte 1d verfügt über eine Steuerungseinheit 11a (nicht dargestellt), die aus einer MPU (CPU) besteht und die Funktion der Bildverarbeitungseinrichtung 2 zur Dunkelstromkompensation hat, wie der Radiografiedetektor 11A-11C, und mit einem Speicher 11f (nicht dargestellt), der vorab die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 speichert, auf die die Bildverarbeitungseinrichtung 2 Bezug nimmt, wie bei den Ausführungsformen 2-4. Demgemäß werden die Signale von gespeicherten Ladungen, wie sie von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a während eines Radiografievorgangs ausgegeben werden, durch die Bildverarbeitungseinrichtung 2 von ihrer Dunkelstromkomponente befreit, sie werden im Speicher 11f als Dental-Röntgenbilder gespeichert, sie werden über ein Kabel 21 in die Bedienkonsole 13 eingegeben, und sie werden auf der Anzeigeeinrichtung 13A als Bild angezeigt.
• Als Nächstes wird der Unterschied zwischen dem für das Röntgenbild-Aufnahmegerät verwendeten Radiografiedetektor 11D und den Radiografiedetektoren 11A-11C beschrieben, wie sie in jedem der Röntgenbild-Aufnahmegeräte der Ausführungsformen 2-4 verwendet werden.
• Bei den Radiografiedetektoren 11A-11C bei den Ausführungsformen 2-4 ist, wie es unter Bezugnahme auf die 11 erläutert wurde, der Bildelement-Erzeugungsteil 1aa, der das Pixelelement 1ag ausgibt, der das Bild als gespeicherte Ladung erzeugt, Spalten zugeordnet, die nicht der untersten Spalte des Lichtempfangsteils 1ad des CCD-Sensors entsprechen, und die von jeder Spalte ausgegebene elektrische Ladung wird einer Zeitverzögerungsintegration unterzogen, um die Signale von gespeicherten Ladungen für ein Pixelelement (Signale von gespeicherten Ladungen von einem eindimensionalen Bild) zu erhalten. Andererseits behandelt der Radiografiedetektor 11D die elektrische Ladung von jedem Pixelelement 1ag, um die Belichtungssteuerungssignale zu erhalten. Demgemäß ist ein solches Verfahren in der Erfindung enthalten.
• Selbst wenn die elektrische Ladung von jedem Pixelelement „e“ als Signale von gespeicherten Ladungen, die ein zweidimensionales Bild aufbauen, behandelt wird, wird das Ausgangsverhältnis für eine feste Belichtungszeit des Dunkelstrom-Messteils und jedes Pixelelement „e“ des Bildelement- Erzeugungsteils 1aa auf Grundlage der Dunkelstromkomponente, wie vom Dunkelstrom-Messteil 1ab entnommen, vorab in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 gespeichert, und die Dunkelstromkomponente wird durch Berechnung entfernt, wobei das in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 gespeicherte Ausgangsverhältnis für die Signale von gespeicherten Ladungen, wie sie für jedes Pixelelement „e“ während des Radiografievorgangs entnommen werden, angewandt wird. Ein derartiges Verfahren ist in der Erfindung enthalten.
• Bei dieser Ausführungsform wird als Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a ein CCD-Sensor verwendet, jedoch kann an Stelle desselben ein MOS-Sensor verwendet werden, bei dem eine Fotodiode jedes Pixelelements durch einen MOS-Transistor ausgewählt wird und die elektrische Ladung entnommen wird.
• Ferner können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations- Tabellen 3 entsprechend der Temperatur bereitgestellt werden, die geeignete Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 kann bei einem Radiografievorgang abhängig von der Temperatur ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem solchen Fall wird die temperaturbezogene Schwankungskomponente der Dunkelstromkomponente, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, wenn die Dunkelstromkomponente entfernt wird, um dadurch ein bevorzugteres Ergebnis der automatischen Belichtungssteuerung zu erzielen.
• [Ausführungsform 6]
• Die Erfindung kann abweichend vom medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät der oben angegebenen Ausführungsformen für ein Röntgen-CT(Computertomografie)-Bildaufnahmegerät angewandt werden. Bei einem CT-Gerät wird Transmissions-Radiografie mehrmals ausgeführt, wobei der Bestrahlungswinkel am selben Objekt verändert wird und die so erhaltenen Röntgenbilder verarbeitet werden, um ein Schnittbild zu erhalten. Daher kann die erfindungsgemäße Dunkelstromkompensation für jeden Transmissions-Radiografievorgang ausgeführt werden.
• Das erfindungsgemäße automatische Belichtungssteuerungsverfahren ist bei den oben angegebenen Ausführungsformen 2-6 bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt, jedoch kann es auch bei einem allgemeinen Bilderzeugungsgerät angewandt werden, bei dem sichtbares Licht enthaltendes Strahlungslicht von einer Strahlungsquelle auf das zu untersuchende Objekt gestrahlt wird, um ein Bild zu erhalten.

Claims (10)

1. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) erzeugtes Bild, bei dem die Intensität von Bestrahlungslicht, das von einer Strahlungsquelle (7) zum Erzeugen eines Bilds auf ein zu untersuchendes Objekt (H) gestrahlt wird, eine Regelung erfährt, wobei - die Festkörper-Bilderfassungsvprrichtung (1a) in zwei Teile, ein Bildelement-Erzeugungsteil (laa), in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als gespeicherte Ladungssignale (Os(pk,ξ)) ausgegeben werden, und ein Dunkelstrom-Messteil (lab), in dem elektrische Ladungen als Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)) bei fehlender Belichtung ausgegeben werden, unterteilt ist; und das Verfahren die Schritte aufweist: bei einem Abbilden durch die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) während einer Radiographie Erhalten von Ladungssignalen (Os(pg,ξ)), die ausgegeben werden von einem bestimmten Bildelement (pg) oder einer bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (laa), und von Dunkelstrommesssignalen (Os(p0, ξ)), die ausgegeben werden vom Dunkelstrom-Messteil (lab), Berechnen einer Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)) durch Anwenden eines vorbestimmten Ausgabesignalverhältniswerts (α2(pg)) auf die erhaltenen Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), Erzeugen von Belichtungssteuersignalen durch Entfernen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) von den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ) , Ok(pg,ξ)) und Regeln der Intensität des Bestrahlungslichts auf der Grundlage der Belichtungssteuersignale und wobei der Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) vorab als ein Verhältnis gespeichert wird, welches nicht von der Temperatur abhängt, und zwar zwischen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)), die von dem bestimmten Bildelement oder der bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (laa) ausgegeben werden, und der Dunkelstromkomponente (Dk(p0,ξ)) in den Dunkelstrommesssignalen (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (lab) ausgegeben werden.
2. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein Bild nach Anspruch 1, wobei der Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) definiert ist als das Verhältnis zwischen einer Steigung in dem Fall, dass die gespeicherten Ladungssignale (Os(pk,ξ)), die von dem bestimmten Bildelement ohne Empfang einer Bestrahlung ausgegeben werden, als lineare Funktion der Speicherzeit (T) gesetzt sind, und der Steigung in dem Fall, dass die Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (lab) ausgegeben werden, als lineare Funktion gesetzt sind.
3. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein Bild nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Intensität von Strahlungslicht dadurch geregelt wird, dass ein vorbestimmter Verzögerungsfaktor für einen Regelungs-Sollwert addiert wird.
4. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein Bild nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) eine Panorama-Radiografie, Cephalometrie-Radiografie, Linearscan-Radiografie, Dental-Radiografie oder eine CT-Radiografie ausführt.
5. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts erzeugtes Röntgenbild, bei dem die Intensität von Röntgenstrahlung, wie sie von einem Radiografie-Röntgenstrahlungsgenerator abgestrahlt wird, geregelt wird, wobei - die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) in zwei Teile, ein Bildelement-Erzeugungsteil (laa), in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als gespeicherte Ladungssignale (Os(pk,ξ)) ausgegeben werden, und ein Dunkelstrom-Messteil (1ab), in dem elektrische Ladungen als Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)) bei fehlender Belichtung ausgegeben werden, unterteilt ist; und das Verfahren die Schritte aufweist: bei einem Abbilden durch die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) während einer Radiographie Erhalten von Ladungssignalen (Os(pg,ξ)), die ausgegeben werden von einem bestimmten Bildelement (pg) oder einer bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (1aa), und von Dunkelstrommesssignalen (Os(p0,ξ)), die ausgegeben werden vom Dunkelstrom-Messteil (1ab), Berechnen einer Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)) durch Anwenden eines vorbestimmten Ausgabesignalverhältniswerts (α2(pg)) auf die erhaltenen Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), Erzeugen von Belichtungssteuersignalen durch Entfernen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) von den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)) und Regeln der Intensität des Bestrahlungslichts auf der Grundlage der Belichtungssteuersignale und wobei der Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) vorab als ein Verhältnis gespeichert wird, welches nicht von der Temperatur abhängt, und zwar zwischen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)), die von dem bestimmten Bildelement oder der bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (1aa) ausgegeben werden, und der Dunkelstromkomponente (Dk(p0,ξ)) in den Dunkelstrommesssignalen (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (1ab) ausgegeben werden.
6. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild nach Anspruch 5, wobei der Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) definiert ist als das Verhältnis zwischen einer Steigung in dem Fall, dass die gespeicherten Ladungssignale (Os(pk,ξ)), die von dem bestimmten Bildelement ohne Empfang einer Bestrahlung ausgegeben werden, als lineare Funktion der Speicherzeit (T) gesetzt sind, und der Steigung in dem Fall, dass die Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (lab) ausgegeben werden, als lineare Funktion gesetzt sind.
7. Automatisches Belichtungssteuerungsverfahren für ein Röntgenbild nach Anspruch 5 oder 6, wobei eine Regelung der Röntgenstrahlungsintensität dadurch ausgeführt wird, dass die Röntgenstrahlungs-Scangeschwindigkeit und/oder der Röntgenröhrenstrom und/oder die Röntgenröhrenspannung gesteuert werden.
8. Automatisches Belichtungssteuerungssystem eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts, bei dem die Intensität, wie sie von einem Radiografie-Röntgenstrahlungsgenerator abgestrahlt wird, geregelt wird, wobei dieses System Folgendes aufweist: eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a), die in zwei Teile, ein Bildelement-Erzeugungsteil (1aa), in dem elektrische Signale, wie sie durch fotoelektrische Wandlung erzeugt werden, wenn eine Belichtung erfolgt, als gespeicherte Ladungssignale (Os(pk,ξ)) ausgegeben werden, und ein Dunkelstrom-Messteil (1ab), in dem elektrische Ladungen als Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)) bei fehlender Belichtung ausgegeben werden, unterteilt ist; einen Speicher, welcher den Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) vorab als ein Verhältnis speichert, welches nicht von der Temperatur abhängt, und zwar zwischen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)), die von einem bestimmten Bildelement oder einer bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (1aa) ausgegeben werden, und einer Dunkelstromkomponente (Dk(p0,ξ)) in den Dunkelstrommesssignalen (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (lab) ausgegeben werden und eine Steuereinrichtung, welche die folgenden Schritte ausführt: bei einem Abbilden durch die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung (1a) während einer Radiographie Erhalten der gespeicherten Ladungssignale (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)), die ausgegeben werden von dem bestimmten Bildelement (pg) oder der bestimmten Bildelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil (1aa), und der Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), die ausgegeben werden vom Dunkelstrom-Messteil (1ab), Berechnen einer Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) in den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)) durch Anwenden eines vorbestimmten Ausgabesignalverhältniswerts (α2(pg)) auf die erhaltenen Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), Erzeugen von Belichtungssteuersignalen durch Entfernen der Dunkelstromkomponente (Dk(pg,ξ)) von den erhaltenen Ladungssignalen (Os(pg,ξ), Ok(pg,ξ)) und Regeln der Intensität des Bestrahlungslichts auf der Grundlage der Belichtungssteuersignale.
9. Automatisches Belichtungssteuerungssystem nach Anspruch 8, wobei der Ausgabesignalverhältniswert (α2(pg)) definiert ist als das Verhältnis zwischen einer Steigung in dem Fall, dass die gespeicherten Ladungssignale (Os(pk,ξ)), die von dem bestimmten Bildelement ohne Empfang einer Bestrahlung ausgegeben werden, als lineare Funktion der Speicherzeit (T) gesetzt sind, und der Steigung in dem Fall, dass die Dunkelstrommesssignale (Os(p0,ξ)), die vom Dunkelstrom-Messteil (1ab) ausgegeben werden, als lineare Funktion gesetzt sind.
10. Automatisches Belichtungssteuerungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine Regelung der Röntgenstrahlungsintensität dadurch ausgeführt wird, dass die Röntgenstrahlungs-Scangeschwindigkeit und/oder der Röntgenröhrenstrom und/oder die Röntgenröhrenspannung und/oder ein Abstufungsvorgang gesteuert werden.

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