JP2000292546A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のＸ線センサユニットを一部重複させて
連結し、広範囲のＸ線撮影をするときに、重複部分で発
生する輝度変動を最小限に抑えて、撮影後の画像処理が
容易となるようにしたＸ線撮影装置を提供する。 【解決手段】 画像検出手段上に設けたＸ線検出手段の
位置と大きさが、画像検出手段の有効撮像範囲を超え
ず、かつ重複部分の範囲内に収まるように規制すること
により、撮影後の画像処理を簡略化し、撮影画像の画質
も向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医科、歯科などに
おいて用いられるＸ線撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＸ線撮影装置としては、
医科で用いられる手、足などの関節部、胸部などを撮影
する一般Ｘ線撮影装置、歯科で用いられるパノラマＸ線
撮影装置などが知られており、その画像表示方法として
は、Ｘ線画像を白黒写真としてフィルム上に焼き付けて
使用されるものが一般的であった。

【０００３】しかしながら、近年になって種々のデジタ
ル技術を用いたＸ線撮影装置が出現し、Ｘ線を可視光に
変換する蛍光材料とＣＣＤ( Charge Coupling Device )
との組み合わせによってビデオ撮影のように直接デジタ
ル画像として読み出す技術，そしてＣＣＤの代わりに液
晶表示装置などに用いられるＴＦＴ（Thin Film Transi
stor）パネルとフォトダイオードを組み合わせた技術、
あるいは蛍光材料の代わりにＸ線を電荷に変換する光導
電材料を用いて直接ＴＦＴパネルで読み出す技術などに
よって撮影直後にリアルタイムにＸ線画像を表示できる
ものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらのデジタル技術
を用いたＸ線撮影装置は、フィルムの場合と異なり、Ｘ
線撮影画像を画素単位で正確に読み出し、これによって
得られた個別の画素データを表示器上に整列しなおすこ
とで１枚の画像とする表現方法をとっているが、いずれ
の場合も加工上の理由でセンサユニットの大きさが制約
を受けるものであった。

【０００５】このため、胸部Ｘ線撮影などの広い範囲に
わたる撮影を行おうとする場合、画像検出手段上にＸ線
検知手段載せて構成したセンサユニット複数個を一列に
組合せて長尺型のセンサとし、これをスライドさせて広
範囲の撮影を行ったり、あるいは縦横２次元方向にセン
サユニットをマトリクス状に組合せてひとつの面センサ
として撮影する方法が用いられており、いずれの場合も
複数のセンサユニットの一部、特にセンサユニットの端
部、を重複させて組合せることによって、組合せ部分に
画像の欠落が生じないようにしている。

【０００６】しかし、このような方法をとると、当然の
ことながらセンサユニットの重複部分の画像は他の部分
に比べて画像の明るさが異なることになるので、これを
解消するための画像処理が必要となり、重複部分の構造
によっては画像の明るさが何段階にも変化するために極
めて複雑な画像処理が必要となるものであった。

【０００７】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、センサユニットの重複部分の構造を工夫する
ことによって、重複部分における画像処理が容易となる
ようにしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、画像検出手段の撮像面上にＸ線検出手段
を設けてなるセンサユニットを、撮影画像の一部分が重
なるように複数個重複配置して撮像範囲を拡げたＸ線画
像センサにおいて、前記Ｘ線検出手段の外形形状がそれ
ぞれの画像検出手段の有効撮像範囲を超えることなく、
かつ前記重複範囲内におさまるように、Ｘ線検出手段の
外形形状と位置とを規制したことを第１の手段としたも
のである。そして第２の手段として、Ｘ線検出手段と画
像検出手段を内包するセンサユニットのケース内面の一
部に、Ｘ線検出手段の位置を規制する溝を設けたもので
ある。

【０００９】また第３の手段として、Ｘ線検出手段と画
像検出手段を内包するセンサユニットのケース内面に、
Ｘ線検出手段が嵌合する第１の段差と、画像検出手段が
嵌合する第２の段差とを設けたものである。

【００１０】次に第４の手段として、画像検出手段の撮
像面上に設けるＸ線検出手段にGd₂O ₂S，CaWo₄，BaFCI，
CsIなどからなる蛍光材料を用いたものである。

【００１１】さらに第５の手段として、画像検出手段の
撮像面上に設けるＸ線検出手段にCdTe，Se，PbOなどか
らなる光導電材料を用いたものである。

【００１２】そして第６の手段として、画像検出手段に
固体撮像素子または固体撮像素子の一部を用いたもので
ある。

【００１３】また第７の手段として、画像検出手段にＴ
ＦＴなどの２次元スイッチング素子アレイを用いたもの
である。

【００１４】そして第８の手段として、画像検出手段に
ＣＭＯＳなどの半導体で構成される２次元撮像素子を用
いたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】上記第１の手段により、センサ重
複部分の画像の明るさの変化を最小限にすることがで
き、重複部分の画像処理を簡単な処理で済ませられるよ
うになる。

【００１６】そして第２の手段により、複数のセンサユ
ニットを一列に組合せて長尺型としたＸ線画像センサの
Ｘ線検出手段の位置を容易に規制できるようになる。

【００１７】また第３の手段により、縦横２次元方向に
センサユニットを組合せてひとつの面センサとしたＸ線
画像センサのＸ線検出手段の位置を容易に規制できるよ
うになる。そして第４の手段により、Ｘ線を効率よく可
視光に変換できるので、感度よくＸ線画像を検出できる
ようになる。

【００１８】さらに第５の手段により、Ｘ線を直接電荷
に変換して読み出せるので光散乱が生じることがなく、
鮮鋭度の高い画像を得られるようになる。

【００１９】そして第６の手段により、高い解像度で高
速に画像を読み出せるようになる。

【００２０】また第７の手段により、一般的な半導体ウ
ェハーを使わなくてよくなり、ひとつのセンサユニット
広い範囲の画像検出手段を作ることができるようにな
る。

【００２１】そして第８の手段により、固体撮像素子，
ＴＦＴアレイなどのように特殊な製造技術と製造設備な
しに汎用的な半導体工程を利用して撮像素子が製造でき
るようになる。

【００２２】（実施の形態１）以下、本発明の実施例に
ついて図１〜図５をもとに説明する。図１は本発明の動
作を示す説明図で、図中１は画像検出手段で本実施の形
態においては、ＣＣＤを用いている。２は画像検出手段
１の撮像面上に設けられたＸ線検出手段で、Gd₂O₂S，Ca
Wo₄，BaFCI，CsIなどが用いられる。３は画像検出手段
１、及び、Ｘ線検出手段２を固定する基板であり、４は
画像検出手段１とＸ線検出手段２および基板３を含むセ
ンサユニットである。また、３つのセンサユニット４の
組み合わせの下側には、各画素毎の輝度の変化を示すグ
ラフである。

【００２３】つぎに、図１にもとづいてその動作を説明
する。

【００２４】図１中上段中のグラフは、Ｘ線検出手段２
が画像検出手段１の片側全面を覆う形態、即ち、Ｘ線検
出手段２が画像検出手段１の有効撮像範囲を超えて設け
られた場合の画像上の輝度分布を示しており、下段に示
したものは本発明にもとづいてＸ線検出手段２の外形形
状と位置が画像検出手段１の有効撮像範囲を超えないよ
うに規制した場合の輝度分布を示してある。

【００２５】図１からわかるように、上方からＸ線照射
が行われると、撮影画像の一部分が重なるように配置さ
れたセンサユニットのうち下側にくるセンサユニットに
は、重複部分における上側のセンサユニットが投影され
る。

【００２６】このため、画像上にセンサユニットの影が
障害陰影として写り込むことになり、重複部分の画像の
輝度が暗くなる現象を避けることができず、診断に用い
ることのできる撮影画像を得るためには、この部分の輝
度を適正な輝度に戻すためのなんらかの画像処理が必要
となる。ところが、Ｘ線検出手段２は、照射Ｘ線を可視
光あるいは電荷などに変換する機能を有しているため、
ここを透過して下側のセンサユニットに達するＸ線量
は、Ｘ線検出手段２のＸ線変換効率が高くなればなるほ
ど減ることになる。

【００２７】このため、図１の上段に示したように、Ｘ
線検出手段２の外形形状が上側の画像検出手段１の有効
撮像範囲を超えている部分については、下側のセンサユ
ニット４に到達するＸ線量が大幅に低下するため、全体
画像としたときにこの部分の輝度だけが大幅に低下する
ことになり、比較的Ｘ線の透過しやすい基板３などの障
害陰影部分にくらべて極端に暗い画像となる。したがっ
て、画像の輝度を適正に補正するための処理も、２段階
の輝度低下に対応するための複雑な画像処理手法を取る
必要が生じてくる。このような観点から、本実施の形態
では、画像検出手段１の有効画像範囲内にＸ線検出手段
２をおく構成としているが、その形態について図２
（ａ）、（ｂ）にセンサユニット４の上面図として示し
ている。図２（ａ）によれば、Ｘ線検出手段２は画像検
出手段１の左右両端にスペースを残した形で載せられて
いる。この図２（ａ）に示す実施の形態は、複数のセン
サユニット４の画像検知手段１のうち、左右両端に残し
たスペースの部分を互いに重ね合せ１列につなげること
により、１ラインの長尺センサを構成する際に用いるこ
とができる。また、図２（ｂ）によれば、Ｘ線検出手段
２は画像検出手段１の上下左右４端面にスペースを残し
た形で載せられている。この図２（ｂ）に示す実施の形
態は、複数のセンサユニット４の画像検知手段１のう
ち、左右両端に残したスペースの部分を互いに重ね合せ
１列につなげ、その１列のセンサユニットの上下端面の
スペースに夫々センサユニット４を載せることによっ
て、マトリクス状のセンサを構成することができる。

【００２８】かかるセンサ構成とすると、即ち、Ｘ線検
出手段２の外形形状と位置が上側の画像検出手段１の有
効撮像範囲を超えないように規制した場合（図１の下
段）、下側のセンサユニット４にＸ線が到達するまでの
ロスを最小限に押さえることが可能となり、グラフに示
すように、センサユニット４の重なり部分における輝度
が他の部分の輝度に近づく。なお、図示しない画像処理
手段における輝度補正の方法如何によっては、重なり部
分とその周囲の輝度を同等とすることも可能である。

【００２９】しかも、画像検出手段1は、ほとんどの場
合Ｘ線透過率のきわめて高いＳｉ（シリコン）系の材料
で構成されているため、画像に写り込む障害陰影も少な
く、かつ均一な輝度低下に抑えることができる。

【００３０】そしてこれにより、輝度補正のための画像
処理も大幅に簡略化することができる。

【００３１】（実施の形態２）図３はセンサユニット４
の重ねかたを、Ｘ線の照射方向に対して斜めに変えた場
合の他の実施例を示したものである。この場合も、図１
の場合と同じ効果を得ることができるのはいうまでもな
く、図３より明らかである。

【００３２】（実施の形態３）図４は、複数のセンサユ
ニットを一列に組合せて長尺型のセンサとする場合にお
いて、Ｘ線検出手段２の位置を規制するための具体的な
手段を示す実施例である。

【００３３】図４において、５はＸ線検出手段２を画像
検出手段１に押圧、固定するためのクッション材、６は
センサユニット４およびクッション材５を内包するケー
スである。そして、このケース６の内面にはＸ線検出手
段２の位置が画像検出手段１の長手方向の有効撮像範囲
を超えることなく、かつ重複範囲内におさまるように規
制できる位置に溝７が設けられている。

【００３４】図４の構成によれば、ケース６の内部に、
クッション材５をはめ込み、つぎにＸ線検出手段２を溝
７に合わせて挿入し、その上から画像検出手段１および
基板３をはめ込めば、特別な位置合わせなしに、誰でも
簡単に、Ｘ線検出手段２の位置規制を行うことができる
ものであり、しかも、Ｘ線検出手段２の外形形状が所定
の大きさになっていないときはケース６の溝７にきちん
と収まらないので、外形形状が適切かどうかも確認する
ことができる。

【００３５】（実施の形態４）図５は、縦横２次元方向
にセンサユニットを組合せてひとつの面センサとする場
合におけるＸ線検出手段２の位置を規制する具体的手段
の実施例である。

【００３６】図５中、８はＸ線検出手段２が嵌合する第
1の段差で、９は画像検出手段１が嵌合する第２の段差
である。ここで、第１の段差と第２の段差の位置関係
は、実施の形態３の場合と同様に、Ｘ線検出手段２の位
置が画像検出手段１の縦横双方向の有効撮像範囲を超え
ることなく、かつ重複範囲内におさまるように設定され
ている。

【００３７】したがってこの場合も、ケース６にクッシ
ョン材５，Ｘ線検出手段２，画像検出手段１および基板
３を順次はめ込んでゆくだけで、Ｘ線検出手段２と画像
検出手段１の位置関係を、意識する必要もなく、容易に
設定することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｘ線検出
手段の外形形状がそれぞれの画像検出手段の有効撮像範
囲を超えることなく、かつ前記重複範囲内におさまるよ
うに、Ｘ線検出手段の外形形状と位置とを規制すること
によって、複数のセンサユニットの一部を重複させて組
合せて広い範囲のＸ線画像を撮影するときに生じる重複
部分の画像処理を、複雑な処理方法をとることなく、簡
単な画像処理で済ますことができるようになり、実用価
値の高いものである。

【００３９】また、Ｘ線検出手段のの位置規制の手段と
して、ケース内面に溝あるいは段差を設ける方法を用い
れば、誰でも簡単にＸ線検出手段と画像検出手段の位置
関係を設定できるので、製造時の組立性の面でも極めて
有用である。

【００４０】さらに、Ｘ線検出手段として蛍光材料ある
いは光導電材料を用いれば、Ｘ線を可視光あるいは電荷
に容易に変換することができ、実用的であるし、また画
像検出手段として固体撮像素子、ＴＦＴアレイあるいは
ＣＭＯＳ撮像素子などを用いれば、画像鮮鋭度、大面積
撮影、汎用製造設備使用など種々の目的に応じたものと
することができ、有用性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線撮影装置の一実施形態の動作を示
す説明図

【図２】本発明の一実施の形態におけるセンサユニット
の上面図

【図３】本発明のＸ線撮影装置の他の実施形態の動作を
示す説明図

【図４】本発明のＸ線撮影装置の一実施形態の構成を示
す斜視図

【図５】本発明のＸ線撮影装置の他の実施形態の構成を
示す断面図

【符号の説明】

１ 画像検出手段 ２ Ｘ線検出手段 ４ センサユニット ６ ケース ７ 溝 ８ 第１の段差 ９ 第２の段差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 敦志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 近藤 和也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井野 芳浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE27 FF02 GG20 GG21 JJ05 JJ09 JJ24 JJ37 4C093 AA01 AA12 CA01 CA50 DA03 DA05 DA10 EB12 EB13 EB16 EB17 EB18 FC03

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像検出手段の撮像面上にＸ線検出手段を
   設けてなるセンサユニットを、撮影画像の一部分が重な
   るように複数個重複配置して撮像範囲を拡げたＸ線画像
   センサにおいて、前記Ｘ線検出手段の外形形状がそれぞ
   れの画像検出手段の有効撮像範囲を超えることなく、か
   つ前記重複範囲内におさまるようにしたことを特徴とす
   るＸ線撮影装置。
2. 【請求項２】Ｘ線検出手段と画像検出手段を内包するセ
   ンサユニットのケース内面の一部に、Ｘ線検出手段の位
   置を規制する溝を設けたことを特徴とする請求項１記載
   のＸ線撮影装置。
3. 【請求項３】Ｘ線検出手段と画像検出手段を内包するセ
   ンサユニットのケース内面に、Ｘ線検出手段が嵌合する
   第１の段差と、画像検出手段が嵌合する第２の段差とを
   設けたことを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
4. 【請求項４】画像検出手段の撮像面上に設けるＸ線検出
   手段にGd₂O₂S，CaWo₄，BaFCI，CsIなどからなる蛍光材
   料を用いたことを特徴とする請求項１または２記載のＸ
   線撮影装置。
5. 【請求項５】画像検出手段の撮像面上に設けるＸ線検出
   手段にCaTe，Se，PbOなどからなる光導電材料を用いた
   ことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線撮影装
   置。
6. 【請求項６】画像検出手段に固体撮像素子または固体撮
   像素子の一部を用いたことを特徴とする請求項１または
   ２記載のＸ線撮影装置。
7. 【請求項７】画像検出手段にＴＦＴなどの２次元スイッ
   チング素子アレイを用いたことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のＸ線撮影装置。
8. 【請求項８】画像検出手段にＣＭＯＳなどの半導体で構
   成される２次元撮像素子を用いたことを特徴とする請求
   項１または２記載のＸ線撮影装置。