JP2001033691A - リレーレンズおよびｘ線表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線蛍光増幅管によりＸ線画像を可視化する
Ｘ線表示装置において、歪みのない画像が得られるよう
にする。 【解決手段】 Ｘ線蛍光増幅管５からカメラ２０に画像
を伝達するリレーレンズ１０で正の歪曲収差を発生し、
Ｘ線蛍光増幅管５の歪みをキャンセルする。このため、
リレーレンズ１０をカメラの受光部２０の側正の第１の
レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を持つ第２のレンズ群Ｇ２
で構成し、さらに、第２のレンズ群Ｇ２は、受光部の側
から正の第１のサブレンズ群Ｇ２１と、負の第２のサブ
レンズ群Ｇ２２で構成する。さらに、第１のレンズ群の
焦点距離ｆ１、第１のサブレンズ群の焦点距離ｆ２１、
第２のサブレンズ群の焦点距離ｆ２２およびリレーレン
ズ全系の焦点距離ｆａは次の関係を満たすようにする。 −０．７＜（ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＜−
０．２５

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体などを透写し
たＸ線画像を蛍光増幅管を介して可視画像として処理す
るためのリレーレンズおよびそれを用いたＸ線表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３に、Ｘ線を用いて物体を透過した
画像を取得するシステムの一例を示してある。Ｘ線を用
いて物体の内部の構造を表示するシステムは適当なエネ
ルギーのＸ線が透過できる全ての物体に対して有効であ
るが、特に医用画像診断装置として用いられることが多
い。Ｘ線源１としては、たとえば、シンクロトロン放射
Ｘ線から適当なエネルギーの単色Ｘ線に分光したものが
用いられ、それが人体２に照射される。人体２を透過し
たＸ線は、Ｘ線表示装置３により可視画像に変換されて
テレビに表示され、あるいはフィルムに出力される。

【０００３】医用診断装置では、診断に十分な情報を取
り出すために長時間にわたりＸ線を照射するケースがあ
る。したがって、Ｘ線の照射量は通常、極端に絞られた
ものになる。このため、微量なＸ線を検出して可視化す
ると共に明るい画像が得られるようにするために、Ｘ線
蛍光増幅管（ＸＩＩ：Ｘ−ｒａｙ Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔ
ｅｎｓｉｆｉｅｒ）５が用いられる。Ｘ線蛍光管５は、
Ｘ線用蛍光体が入力蛍光面６として設置され、この蛍光
面６から出力された電子が電子レンズを形成する集束電
極７によって出力蛍光体８に収束される。Ｘ線蛍光管５
における利得は、光子利得および蛍光板の面積比などを
考慮すると１万倍あるいはそれ以上になり、微量なＸ線
を照射するだけで鮮明で明るい画像を得ることができ
る。

【０００４】Ｘ線蛍光管５の出力蛍光面８に形成された
画像はコンタクトガラス（ＣＧ）９を介して外部に出力
され、さらに、リレーレンズ１０を介してカメラ２０の
受光部となるＣＣＤ２１に入力される。そして、ＣＣＤ
２１によりデジタル化された画像データがＣＲＴなどの
画像表示装置により表示される。さらに、リレーレンズ
１０を介してＸ線画像を間接カメラに送り、写真に撮る
ことも可能である。また、ＣＣＤ２１によりデジタル化
された画像データをコンピュータ処理したり、プリンタ
からプリントアウトすることも可能である。医用画像診
断装置においては、患者がベッドに横たわった状態で診
断が行われるケースがほとんどであり、ベッドの下側に
はそれほど広いスペースは確保できない。このため、リ
レーレンズ（リレー光学系）１０により光路をほぼ９０
度曲げてカメラにＸ線画像を導くようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、Ｘ線蛍光
増幅管を用いた医療画像診断システムを採用することに
より、鮮明で明るい画像が得られる。その画像をデジタ
ル化してコンピュータ処理することが盛んに行われるよ
うになっている。より高度な解析を行うためには、より
鮮明で解像度の高い画像が高い画像が必要とされる。近
年、ＣＣＤの画素数は大幅に増加しており、高解像度の
画像は得やすくなっている。しかしながら、Ｘ線蛍光増
幅管の出力画像は明るくてもバレル型の歪曲（負の歪
曲）がある。したがって、画像の中心と周囲では画面上
の臓器などの大きさに差が出てくる可能性がある。この
ため、より解像度を上げて診断に際し有効な情報が得ら
れる医療画像診断システムを構築するには、歪曲のな
い、あるいは歪曲の少ない画像が得られるＸ線表示装置
が要求されている。

【０００６】そこで、本発明においては、このような課
題に鑑み、Ｘ線を可視化した明るく、さらに、歪曲の少
ない画像を提供することができるＸ線表示装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、リレーレンズに着目し、このリレー光学系で画像
をそのままの状態で伝達するのではなく、正の歪曲を発
生することによりＸ線蛍光増幅管から得られる画像の負
の歪曲をキャンセルし、結果として歪曲の少ない画像を
カメラ側に伝達できるようにしている。したがって、本
発明のリレーレンズは全ての収差を補正するためのもの
ではなく、このため、入力および出力側のバランスを重
視したガウス型あるいはそれに近いレンズ配置となる通
常のリレーレンズの構成を採用していない。本発明のリ
レーレンズは正の大きな歪曲（糸巻き）がある光学系で
あるが、リレーレンズとして要求される低画角で明るい
という条件を同時に満足し、さらに、歪曲以外の他の収
差性能は良好な光学系である。

【０００８】すなわち、本発明のリレーレンズ（リレー
レンズシステム）は、Ｘ線蛍光増幅管の出力画像をカメ
ラの受光部に伝達するリレーレンズであって、受光部の
側から正の屈折力を持つ第１のレンズ群と、正の屈折力
を持つ第２のレンズ群とを有し、第２のレンズ群には、
カメラの受光部の側から正の屈折力を持つ第１のサブレ
ンズ群と、負の屈折力を持つ第２のサブレンズ群とを配
置するようにしている。

【０００９】リレーレンズ（リレー光学系）には、レン
ズ径（レンズサイズ）が大きくなることがないように画
角は小さく設計され、また、明るい光学系が要求される
のでＦナンバーは小さくなるように設計される。したが
って、画角は２０度以下程度（半画角で１０度以下程
度）が要求される。画角が大きいレンズ系では、正の比
較的大きな歪曲を発生するものが見られるが、半画角が
１０度以下で、２から７％程度の大きな歪曲を発生させ
るレンズ系については開示されていない。さらに、本発
明においては、この程度の歪曲を発生させながら、他の
収差性能は良好な範囲に収める必要がある。本発明のリ
レーレンズにおいては、フィールドレンズとしての機能
を果たす第１および第２のレンズ群の内、第２のレンズ
群をさらに第１および第２のサブレンズ群で構成してい
る。そして、第２のサブレンズ群を負のパワーにするこ
とによって第１のサブレンズ群の画角を広げて歪曲など
の収差を調整し易くすると共に、第２のレンズ群として
トリプレットタイプを採用可能とし、さらに収差性能の
調整を行いやすくしている。

【００１０】本発明のリレー光学系においては、第１の
レンズ群の焦点距離をｆ１、第１のサブレンズ群の焦点
距離をｆ２１、第２のサブレンズ群の焦点距離をｆ２２
およびリレーレンズ全系の焦点距離をｆａとしたとき
に、次式（Ａ）の条件を満たすことが望ましい。この式
（Ａ）の範囲を超えると、非点収差が増大するために収
差補正が困難になる。

【００１１】 −０．７＜（ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＜−０．２５ ・・・（Ａ） 本発明のリレーレンズにおいては、スペース効率の点か
ら第１のレンズ群と第２のレンズ群の間に、第１のレン
ズ群から第２のレンズ群に至る光路の角度を変えられる
反射型の光学素子、たとえば、ミラーあるいはプリズム
を配置することが望ましい。そのためには、第１および
第２のレンズ群の間隔（距離あるいはスペース）Ｄ、リ
レーレンズ全系のＦナンバーＦが次式（Ｂ）の条件を満
たすことが望ましい。

【００１２】 １．５０＜Ｄ×Ｆ／ｆａ＜１．８５ ・・・（Ｂ） 式（Ｂ）を下回るとミラーを設置するスペースがなくな
り、式（Ｂ）を上回るとレンズサイズが大きくなりすぎ
るので好ましくない。

【００１３】本発明のリレーレンズの具体的な例は以下
に詳述するが、第１のレンズ群としては受光部の側か
ら、正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズを配置
し、第２のレンズ群の内、第１のサブレンズ群は、１枚
または２枚の正の屈折力のレンズを配置し、第２のサブ
レンズ群は、受光部の側から、正の屈折力のレンズと、
負の屈折力のレンズと、正の屈折力のレンズを配置する
ものが望ましい。第１のレンズ群はフィールドレンズと
して十分な収差補正ができるものである。また、第２の
レンズ群は、第２のサブレンズ群に、少ない枚数で収差
補正能力の高いトリプレットタイプを採用することがで
き、第１のサブレンズ群の正レンズとの組み合わせるこ
とにより正の歪曲が２から７％程度あり、その他の収差
性能は良好となるようにレンズを設計できる。

【００１４】このような本発明のリレーレンズは低画角
で明るく、さらに大きな正の歪曲を発生できる物であ
る。したがって、本発明のリレーレンズをＸ線蛍光増幅
管と組み合わせることにより、Ｘ線蛍光増幅管の負の歪
曲のある出力画像を、歪曲のない、あるいは非常に歪曲
の小さな画像としてカメラに入力することができる。こ
のため、Ｘ線蛍光増幅管の出力画像を本発明のリレーレ
ンズを通してカメラに供給することにより、高感度で明
るく、鮮明であり、高解像度の画像を表示することがで
き、また写真などとして記録しておくことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００１６】（実施例１）図１に本発明の実施例１に係
るリレーレンズ（リレーレンズシステム）１０およびそ
れを用いたＸ線表示装置３を示してある。リレーレンズ
１０はミラー１１が第１および第２のレンズ群の間に配
置された例であるが、図示の都合上、また、ミラー１１
の位置は第１および第２のレンズ群の間であればどの位
置でも等価であるので、ミラー１１を破線で示し、リレ
ーレンズ１０のレンズの配置は直線で示してある。ま
た、Ｘ線蛍光増幅管５およびカメラ２０のさらに詳しい
構成は、先に図１３に基づき説明したものと同様である
ので以下では簡略な表示としてある。また、本例に限ら
ず以下に説明する各例でも同様である。

【００１７】本例のリレーレンズ１０は、Ｘ線蛍光増幅
管５のコンタクトガラス（ＣＧ）９に出力された画像を
カメラ２０のＣＣＤあるいはＣＣＤの結像レンズの受光
側２１へ供給（伝達）する光学系である。本例のリレー
レンズ１０は、カメラ２０の側から、フィールドレンズ
としての機能を果たす正の屈折力の第１のレンズ群Ｇ１
と正の屈折力の第２のレンズ群Ｇ２を備えている。第２
のレンズ群Ｇ２は、さらに、正の屈折力（パワー）の第
１のサブレンズ群Ｇ２１と、負の屈折力の第２のサブレ
ンズ群Ｇ２２により構成されている。第１および第２の
レンズ群Ｇ１およびＧ２の間のスペースＤ（以下に示す
レンズデータにおいては間隔ｄ５）にミラー１１が設け
られ、画像の伝達方向を９０度曲げられるようになって
いる。

【００１８】本例では、第１のレンズ群Ｇ１は両凸の正
レンズＬ１１と、カメラ２０の側（以降ではカメラ側）
に凹を向けた負のメニスカスレンズＬ１２とにより構成
されている。また、第２のレンズ群Ｇ２の第１のサブレ
ンズ群Ｇ２１は、両凸の正レンズＬ２１と、カメラ側に
凸の正レンズＬ２２により構成されている。さらに、第
２のサブレンズ群Ｇ２２は、カメラ側に凸の正のメニス
カスレンズＬ２３と、ＣＧ側に凹の負レンズＬ２４と、
カメラ側に凸の正のメニスカスレンズＬ２５により構成
されている。

【００１９】個々のレンズデータは以下の通りである。
以下に示すレンズデータにおいて、ｒｉはスクリーン側
から順番に並んだ各レンズの曲率半径、ｄｉはスクリー
ン側から順番に並んだ各レンズ面の間の距離、ｎｉはス
クリーン側から順番に並んだ各レンズの屈折率（ｄ
線）、νｉはスクリーン側から順番に並んだ各レンズの
アッベ数（ｄ線）を示す。また、ｆａはリレーレンズ１
０の合成焦点距離、ＦはＦナンバー、ｆ１は第１のレン
ズ群Ｇ１の合成焦点距離、ｆ２１は第２のレンズ群Ｇ２
の第１のサブレンズ群Ｇ２１の合成焦点距離、ｆ２２は
第２のサブレンズ群Ｇ２２の合成焦点距離、ωは半画角
を示す。これらの符号は以下の各例においても同様であ
る。 （レンズデータ１） 番号(i) r d n ν 1 INFINITY 30.0000 絞りＳ 2 175.004 9.2000 1.71300 53.94 レンズＬ１１ 3 -175.004 13.0000 4 -115.389 5.5000 1.84666 23.78 レンズＬ１２ 5 -316.999 96.7500 間隔Ｄ 6 288.671 8.5000 1.63854 55.45 レンズＬ２１ 7 -288.671 2.6500 8 102.856 10.0000 1.69680 55.46 レンズＬ２２ 9 -264.778 0.2000 10 57.709 8.2000 1.69680 55.46 レンズＬ２３ 11 169.885 3.2600 12 -295.369 4.5000 1.83400 37.35 レンズＬ２４ 13 31.367 5.2900 14 71.900 5.5000 1.79950 42.34 レンズＬ２５ 15 157.875 7.0000 16 INFINITY 25.0000 1.51680 64.20 ＣＧ９ 17 INFINITY なお、絞りＳの位置は仮想的に設定したものであり、必
ずしもこの位置に絞りＳを設ける必要はない。また、Ｉ
ＮＦＩＮＩＴＹは、絞りＳまたはガラスの垂直な面を示
している。これらの条件は、以下の各例においても同様
である。

【００２０】本例のリレーレンズ１０の諸数値は以下の
通りである。

【００２１】 ｆａ＝１３０．３ Ｆ＝２．１ ２ω＝１７．２度 歪曲７％（２ω＝１７．２2） 条件（Ａ） （ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＝−０．５６ 条件（Ｂ） （Ｄ×Ｆ）／ｆａ＝１．５６ また、図２に、このリレーレンズ１０の球面収差、非点
収差および歪曲収差を示してある。球面収差は、６３
２．８ｎｍ（破線）、５８７．６ｎｍ（実線）および４
８０．０ｎｍ（一点鎖線）の各波長における収差を示し
ている。また、非点収差および横収差図においては、タ
ンジェンシャル光線（Ｔ）およびサジタル光線（Ｓ）の
収差をそれぞれ示してある。なお、以下の各例の収差図
も同様に記載している。

【００２２】図２から判るように、本例のリレーレンズ
１０は単調な正の歪曲収差（糸巻き型）を持つ光学系で
あり、その値も画角１７．２度で７％程度と非常に大き
なものになっている。その一方、歪曲収差が大きいにも
関わらず、球面収差および非点収差は非常に良好に補正
されている。したがって、本例のリレーレンズ１０によ
り負の歪曲収差（バレル型）を持つＸ線蛍光増幅管５の
出力画像をカメラ２０に伝達すると、Ｘ線蛍光増幅管５
の歪曲収差はキャンセルされ、カメラ２０には歪曲のほ
とんどない画像を入力することができる。このため、本
例のリレーレンズ１０を用いたＸ線表示装置３において
は、Ｘ線を用いて得られた透過画像を、鮮明で明るい画
像として可視化するとともに、歪曲もほとんどなく、中
央と周辺の寸法差の少ない画像として再現することがで
きる。したがって、この画像をテレビ画面に表示し、ま
たは写真などに撮ることが可能であり、医療用などの詳
細な解析が必要な目的に適したＸ線表示装置を提供する
ことができる。

【００２３】また、本例のリレーレンズ１０は、画角が
２０度以下と小さく、Ｆナンバーも２．１と明るい光学
系であり、リレーレンズとしての条件を満たしている。
さらに、本例のリレーレンズ１０の条件（Ａ）は、先に
示した範囲の中間であり、収差補正の結果は歪曲が大き
いにも関わらず上述した通り良好である。また、条件
（Ｂ）も先に示した範囲を満たしており、第１および第
２のレンズ群の間のスペースＤにミラー１１を設置して
リレーレンズ１０さらにはＸ線表示装置３をコンパクト
に纏めることができる。

【００２４】また、本例のリレーレンズ１０は画角に対
して約７％と非常に大きな歪曲収差を発生させている。
このため、第２のレンズ群の第１のサブレンズ群Ｇ２１
を正レンズ２枚の構成にし、収差補正の性能を向上して
いる。また、第２のサブレンズ郡Ｇ２２は、高い正−負
−正のトリプレット型を採用し、少ない枚数のレンズで
収差性能を向上できるようにしている。また、正のパワ
ーの第１のサブレンズ群Ｇ２１に対し、負のパワーの第
２のサブレンズ群Ｇ２２を採用して光線を広げ、より歪
曲収差の発生しやすいレンズ構成にしている。

【００２５】（実施例２）図３に本発明の実施例２に係
るリレーレンズ１０およびそれを用いたＸ線表示装置３
を示してある。本例のリレーレンズ１０も実施例１と全
体としては同じ構成、すなわち、ミラー１１が中間に入
るように配置された第１のレンズ群Ｇ１および第２のレ
ンズ群Ｇ２を備え、第２のレンズ群Ｇ２は、正の第１の
サブレンズ群Ｇ２１と負の第２のサブレンズ群Ｇ２２を
備えている。また、各々のレンズ群を構成するレンズの
概要もほぼ同様であり、それぞれのレンズのデータは以
下の通りである。 （レンズデータ２） 番号(i) r d n ν 1 INFINITY 30.0000 絞りＳ 2 194.356 8.1000 1.65844 50.85 レンズＬ１１ 3 -194.356 17.1000 4 -126.166 2.5000 1.84666 23.78 レンズＬ１２ 5 -489.175 111.6000 距離Ｄ 6 127.510 14.0000 1.48749 70.44 レンズＬ２１ 7 -222.610 0.6700 8 86.785 11.1000 1.74950 35.04 レンズＬ２２ 9 607.428 11.5000 10 69.704 6.7000 1.80610 33.27 レンズＬ２３ 11 157.379 3.2000 12 -530.409 4.5000 1.84666 23.78 レンズＬ２４ 13 33.618 4.6600 14 59.785 5.9000 1.78590 43.93 レンズＬ２５ 15 97.800 8.4800 16 INFINITY 25.0000 1.51680 64.20 ＣＧ９ 17 INFINITY 本例のリレーレンズの諸数値は以下の通りである。

【００２６】 ｆａ＝１３４．０ Ｆ＝２．１ ２ω＝１７．２度 歪曲４％（２ω＝１７．２2） 条件（Ａ） （ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＝−０．３２ 条件（Ｂ） （Ｄ×Ｆ）／ｆａ＝１．７５ 本例のリレーレンズ１０も画角は小さく、Ｆナンバーも
小さいのでリレー光学系に適したものである。また、図
４に、このリレーレンズ１０の球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示してある。図４から判るように、本例の
リレーレンズ１０も単調な正の歪曲収差（糸巻き型）を
持つ光学系であり、その値も画角１７．２度で４％程度
と大きなものになっている。また、本リレーレンズ１０
の条件（Ａ）は上限に近い値であるが、球面収差および
非点収差は非常に良好に補正されている。また、本例の
リレーレンズ１０においても、第１のサブレンズ群Ｇ２
１を２枚の正レンズＬ２１およびＬ２２により構成し、
歪曲収差が大きくてもその他の収差補正が良好にできる
ようにしている。

【００２７】さらに、本例のリレーレンズ１０は、条件
（Ｂ）も上限に近い値であり、距離Ｄが広くレンズサイ
ズも若干大きくなっている。しかしながら、全体は十分
にコンパクトなレンズ系として提供できる程度のものに
纏められている。

【００２８】したがって、本例のリレーレンズ１０も実
施例１に示すリレーレンズと同様にＸ線蛍光増幅管５の
負の歪曲収差をキャンセルすることができるものであ
り、歪みのない鮮明で高解像度の画像をテレビなどに映
し出すことができる。

【００２９】（実施例３）図５に本発明の実施例３に係
るリレーレンズ１０およびそれを用いたＸ線表示装置３
を示してある。本例のリレーレンズ１０も実施例１と全
体としては同じ構成、すなわち、ミラー１１が中間に入
るように配置された第１のレンズ群Ｇ１および第２のレ
ンズ群Ｇ２を備え、第２のレンズ群Ｇ２は、正の第１の
サブレンズ群Ｇ２１と負の第２のサブレンズ群Ｇ２２を
備えている。しかしながら、本例のリレーレンズ１０
は、第２のレンズ群Ｇ２の第１のサブレンズ群Ｇ２１は
両凸の正レンズが１枚で構成されており、全体が１枚少
ない６枚構成のリレーレンズとなっている。それぞれの
レンズのデータは以下の通りである。 （レンズデータ３） 番号(i) r d n ν 1 INFINITY 30.0000 絞りＳ 2 111.359 8.5000 1.78590 43.93 レンズＬ１１ 3 -111.359 4.0000 4 -85.303 3.5000 1.84666 23.78 レンズＬ１２ 5 -1525.780 62.5000 距離Ｄ 6 53.644 11.6000 1.75700 47.71 レンズＬ２１ 7 -177.731 1.5000 8 46.107 6.1000 1.79950 42.34 レンズＬ２３ 9 140.221 2.7000 10 -148.139 3.5000 1.74077 27.77 レンズＬ２４ 11 21.589 3.6500 12 43.841 4.7000 1.79950 42.34 レンズＬ２５ 13 100.435 6.8450 14 INFINITY 14.0000 1.48749 70.44 ＣＧ９ 15 INFINITY 本例のリレーレンズの諸数値は以下の通りである。

【００３０】 ｆａ＝７８．５ Ｆ＝２．０ ２ω＝１８．０度 歪曲３％（２ω＝１８．０度） 条件（Ａ） （ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＝−０．５６ 条件（Ｂ） （Ｄ×Ｆ）／ｆａ＝１．５９ 本例のリレーレンズ１０も画角は小さく、Ｆナンバーも
小さいのでリレー光学系に適したものである。また、図
６に、このリレーレンズ１０の球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示してある。図６から判るように、本例の
リレーレンズ１０も単調な正の歪曲収差（糸巻き型）を
持つ光学系であり、その値も画角１８度で３％程度と上
記の例に比較すると小さいが、十分に大きなものになっ
ている。また、本リレーレンズ１０の条件（Ａ）の値は
中間であり、歪曲収差が小さいこともあって球面収差お
よび非点収差は非常に良く補正されている。また、本例
のリレーレンズ１０は、上述したように歪曲収差が上記
の例に比較すると小さいので、第１のサブレンズ群Ｇ２
１を１枚の正レンズＬ２１により構成し収差補正を行っ
ている。

【００３１】さらに、本例のリレーレンズ１０は、条件
（Ｂ）が下限に近い値であり、距離Ｄは小さい。しかし
ながら、ミラー１１を設置するには十分な距離が確保さ
れている。このように、本例のリレーレンズ１０は、全
体がコンパクトに纏められたリレー光学系であり、上記
の各例と同様にＸ線蛍光増幅管５の負の歪曲収差をキャ
ンセルすることができるものである。したがって、コン
パクトで、歪みのない鮮明で高解像度の画像をテレビな
どに映し出すことができるＸ線表示装置３を提供するこ
とができる。

【００３２】（実施例４）図７に本発明の実施例４に係
るリレーレンズ１０およびそれを用いたＸ線表示装置３
を示してある。本例のリレーレンズ１０も上記の例と全
体としては同じ構成である。すなわち、ミラー１１が中
間に入るように配置された正のパワーの第１のレンズ群
Ｇ１および第２のレンズ群Ｇ２を備え、第２のレンズ群
Ｇ２は、正の第１のサブレンズ群Ｇ２１と負の第２のサ
ブレンズ群Ｇ２２を備えている。また、本例の第２のレ
ンズ群Ｇ２の第１のサブレンズ群Ｇ２１は２枚の正レン
ズで構成されており、全体が７枚構成のリレーレンズと
なっている。それぞれのレンズのデータは以下の通りで
ある。 （レンズデータ４） 番号(i) r d n ν 1 INFINITY 30.0000 絞りＳ 2 115.759 7.9000 1.74400 44.90 レンズＬ１１ 3 -115.759 10.0000 4 -74.112 2.0000 1.84666 23.78 レンズＬ１２ 5 -808.264 65.0000 距離Ｄ 6 293.711 5.1000 1.83500 42.98 レンズＬ２１ 7 -293.711 0.2000 8 56.706 11.0000 1.83500 42.98 レンズＬ２２ 9 -469.175 0.2000 10 45.303 6.5000 1.83500 42.98 レンズＬ２３ 11 81.402 3.0000 12 -464.338 4.0000 1.84666 23.78 レンズＬ２４ 13 21.609 4.4500 14 57.525 4.7000 1.80610 33.27 レンズＬ２５ 15 1176.799 5.8500 16 INFINITY 14.0000 1.48749 70.44 ＣＧ９ 17 INFINITY 本例のリレーレンズの諸数値は以下の通りである。

【００３３】 ｆａ＝７７．２ Ｆ＝２．０ ２ω＝１８．０度 歪曲５％（２ω＝１８．０度） 条件（Ａ） （ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＝−０．４６ 条件（Ｂ） （Ｄ×Ｆ）／ｆａ＝１．６７ 本例のリレーレンズ１０も画角は小さく、Ｆナンバーも
小さいのでリレー光学系に適したものである。図８に、
このリレーレンズ１０の球面収差、非点収差および歪曲
収差を示してある。図８から判るように、本例のリレー
レンズ１０も単調な正の歪曲収差（糸巻き型）を持つ光
学系であり、その値も画角１８度で５％程度と大きなも
のになっている。また、本リレーレンズ１０の条件
（Ａ）の値はの中間であり、球面収差および非点収差は
良く補正されている。また、本例のリレーレンズ１０
は、歪曲収差が比較すると大きいので、第１のサブレン
ズ群Ｇ２１を２枚の正レンズＬ２１およびＬ２２により
構成し収差補正を行っている。

【００３４】さらに、本例のリレーレンズ１０は、条件
（Ｂ）もほぼ中間的な値であり、全体がコンパクトに纏
められたリレー光学系である。したがって、上記の各例
と同様にＸ線蛍光増幅管５の負の歪曲収差をキャンセル
するのに十分な正の歪曲収差を持ったリレーレンズであ
り、このリレーレンズ１０によりＸ線照射による画像か
ら歪みを除去し、高解像度の画像を得ることができる。

【００３５】（実施例５）図９に本発明の実施例５に係
るリレーレンズ１０およびそれを用いたＸ線表示装置３
を示してある。本例のリレーレンズ１０も上記の例と全
体としては同じ構成である。すなわち、ミラー１１が中
間に入るように配置された正のパワーの第１のレンズ群
Ｇ１および第２のレンズ群Ｇ２を備え、第２のレンズ群
Ｇ２は、正の第１のサブレンズ群Ｇ２１と負の第２のサ
ブレンズ群Ｇ２２を備えている。また、本例の第２のレ
ンズ群Ｇ２の第１のサブレンズ群Ｇ２１は１枚の正レン
ズで構成されている。それぞれのレンズのデータは以下
の通りである。 （レンズデータ５） 番号(i) r d n ν 1 INFINITY 30.0000 絞りＳ 2 127.695 12.0000 1.67003 47.20 レンズＬ１１ 3 -127.695 2.7000 4 -117.204 2.0000 1.84666 23.78 レンズＬ１２ 5 -595.449 117.6500 距離Ｄ 6 64.969 11.0000 1.67270 32.17 レンズＬ２１ 7 -240.773 3.8000 8 55.515 4.7000 1.70200 40.20 レンズＬ２３ 9 94.500 3.6500 10 -141.743 2.0000 1.78472 25.72 レンズＬ２４ 11 30.450 4.4000 12 84.373 4.6000 1.83500 42.98 レンズＬ２５ 13 -33119.202 6.9900 14 INFINITY 19.0000 1.49700 81.61 ＣＧ９ 15 INFINITY 本例のリレーレンズの諸数値は以下の通りである。

【００３６】 ｆａ＝１４４．０ Ｆ＝２．２ ２ω＝１３．３度 歪曲５％（２ω＝１３．３度） 条件（Ａ） （ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＝−０．６６ 条件（Ｂ） （Ｄ×Ｆ）／ｆａ＝１．８０ 本例のリレーレンズ１０は上記の例よりも画角の小さい
レンズであり、Ｆナンバーも十分に小さいのでリレー光
学系に適したものである。図１０に、このリレーレンズ
１０の球面収差、非点収差および歪曲収差を示してあ
る。図１０から判るように、本例のリレーレンズ１０も
単調な正の歪曲収差（糸巻き型）を持つ光学系であり、
その値も画角１３度程度で５％程度と大きなものになっ
ている。一方、画角が小さいので、本例のリレーレンズ
１０では第１のサブレンズ群Ｇ２１を正レンズＬ２１が
１枚の構成にしている。また、条件（Ａ）は下限に近い
数値であり、このため、球面収差は若干大きくなってい
る。しかしながら、十分に良好な範囲内である。

【００３７】さらに、本例のリレーレンズ１０は、条件
（Ｂ）の値は上限に近く、また、合成焦点距離ｆａも大
きい。したがって、距離Ｄが長く、その割にレンズサイ
ズは小さなリレー光学系となっている。このため、Ｘ線
蛍光増幅管３とカメラ２０との間隔を十分に開けること
できるコンパクトなリレーレンズとなっている。そし
て、正の歪曲収差が大きいので、上記と同様にリレー光
学系で負の歪曲収差を補正することができる。このた
め、上記のリレーレンズと同様に、歪みのない画像をテ
レビなどで映したり、デジタル化してコンピュータなど
で処理するのに適したＸ線表示装置を提供できる。

【００３８】（実施例６）図１１に本発明の実施例６に
係るリレーレンズ１０およびそれを用いたＸ線表示装置
３を示してある。本例のリレーレンズ１０も上記の例と
全体としては同じ構成である。すなわち、ミラー１１が
中間に入るように配置された正のパワーの第１のレンズ
群Ｇ１および第２のレンズ群Ｇ２を備え、第２のレンズ
群Ｇ２は、正の第１のサブレンズ群Ｇ２１と負の第２の
サブレンズ群Ｇ２２を備えている。また、本例の第２の
レンズ群Ｇ２の第１のサブレンズ群Ｇ２１は１枚の正レ
ンズで構成されている。それぞれのレンズのデータは以
下の通りである。 （レンズデータ６） 番号(i) r d n ν 1 INFINITY 31.5000 絞りＳ 2 119.877 12.2000 1.70200 40.20 レンズＬ１１ 3 -119.877 2.1000 4 -113.009 4.5000 1.84666 23.78 レンズＬ１２ 5 -8287.883 114.6000 距離Ｄ 6 91.567 8.9000 1.65844 50.85 レンズＬ２１ 7 -292.759 8.0000 8 49.347 6.6000 1.48749 70.44 レンズＬ２３ 9 98.845 4.0000 10 -138.047 4.5000 1.61293 36.96 レンズＬ２４ 11 32.963 3.9500 12 92.879 5.4000 1.65844 50.85 レンズＬ２５ 13 INFINITY 7.0150 14 INFINITY 19.0000 1.49700 81.61 ＣＧ９ 15 INFINITY 本例のリレーレンズの諸数値は以下の通りである。

【００３９】 ｆａ＝１４６．６ Ｆ＝２．３ ２ω＝１３．３度 歪曲３％（２ω＝１３．３度） 条件（Ａ） （ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＝−０．６７ 条件（Ｂ） （Ｄ×Ｆ）／ｆａ＝１．８０ 本例のリレーレンズ１０も画角の小さなレンズであり、
Ｆナンバーも十分に小さいのでリレー光学系に適したも
のである。図１２に、このリレーレンズ１０の球面収
差、非点収差および歪曲収差を示してある。図１２から
判るように、本例のリレーレンズ１０も単調な正の歪曲
収差（糸巻き型）を持つ光学系であり、その値は画角１
３度程度で３％程度とになっている。上記の各例に比較
すると小さいが、Ｘ線蛍光増幅管５のバレル型に歪んだ
画像を補正し、歪みの小さな画像を形成するには十分な
量である。画角が小さいので、本例のリレーレンズ１０
では第１のサブレンズ群Ｇ２１を正レンズＬ２１が１枚
の構成であり、また、条件（Ａ）は下限に近い数値であ
る。このため、上記の実施例と同様に球面収差は若干大
きくなっている。しかしながら、十分に良好な範囲内で
ある。

【００４０】本例のリレーレンズ１０も条件（Ｂ）の値
は上限に近く、また、合成焦点距離ｆａも大きい。した
がって、本例のリレーレンズも距離Ｄが長くミラーを設
置するのに十分な空間を確保することが可能であり、そ
の割にレンズサイズは小さなリレー光学系となってい
る。そして、正の歪曲収差を備えているのでＸ線蛍光増
幅管（イメージインテンシファイア）５の負の歪曲収差
をキャンセルしてカメラ２０に入力することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のリレー
レンズは、Ｘ線画像を明るく鮮明な可視画像に変換可能
なＸ線蛍光増幅管と、カメラとを接続するための光学系
であり、カメラには可視画像をテレビに映したり、コン
ピュータ処理するためにデジタル化したり、さらには、
写真に撮るなどの多種多様な目的のカメラが含まれる。
したがって、本発明のリレーレンズは、画角は２０度以
下と小さく、Ｆナンバーの小さな明るい光学系が必要と
され、その条件に加え、さらに、正の歪曲収差を発生さ
せることにより、Ｘ線蛍光増幅管から出力される負の歪
曲収差をもった画像から歪みを取ってカメラに入力でき
るようにしている。さらに、球面収差、批点収差などの
他の収差は良好に補正できるようにしている。

【００４２】このため、本発明のリレーレンズを採用し
たＸ線表示装置により、鮮明で、さらに、周辺の歪みの
ない、あるいは歪みが非常に小さく、中央と周囲のサイ
ズ差のないＸ線画像を得ることができる。近年、カメラ
の受光部となるＣＣＤの解像度が大幅に向上しており、
本発明のリレーレンズを採用することにより、高解像度
で歪みのないＸ線画像を得ることが可能となる。したが
って、本発明により、医用にコンピュータ処理した画像
あるいは情報を得るために最適のＸ線表示装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るリレーレンズおよびＸ
線表示装置の構成を示す図である。

【図２】図１のリレーレンズの球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。

【図３】本発明の実施例２に係るリレーレンズおよびＸ
線表示装置の構成を示す図である。

【図４】図３のリレーレンズの球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。

【図５】本発明の実施例３に係るリレーレンズおよびＸ
線表示装置の構成を示す図である。

【図６】図５のリレーレンズの球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。

【図７】本発明の実施例４に係るリレーレンズおよびＸ
線表示装置の構成を示す図である。

【図８】図７のリレーレンズの球面収差、非点収差およ
び歪曲収差を示す図である。

【図９】本発明の実施例５に係るリレーレンズおよびＸ
線表示装置の構成を示す図である。

【図１０】図９のリレーレンズの球面収差、非点収差お
よび歪曲収差を示す図である。

【図１１】本発明の実施例６に係るリレーレンズおよび
Ｘ線表示装置の構成を示す図である。

【図１２】図１１のリレーレンズの球面収差、非点収差
および歪曲収差を示す図である。

【図１３】医用に用いられるＸ線画像表示システムの概
要を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線源 ２ 人体 ３ Ｘ線表示装置 ５ Ｘ線蛍光増幅管（Ｘ線イメージインテンシファイ
ア） ９ 出力部（コンタクトガラス） １０ リレーレンズ １１ ミラー ２０ カメラ ２１ 受光部（ＣＣＤ）

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Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線蛍光増幅管の出力画像をカメラの受
   光部に伝達するリレーレンズであって、前記受光部の側
   から正の屈折力を持つ第１のレンズ群と、正の屈折力を
   持つ第２のレンズ群とを有し、 この第２のレンズ群は、前記カメラの受光部の側から正
   の屈折力を持つ第１のサブレンズ群と、負の屈折力を持
   つ第２のサブレンズ群とを備えているリレーレンズ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第１のレンズ群
   の焦点距離ｆ１、前記第１のサブレンズ群の焦点距離ｆ
   ２１、前記第２のサブレンズ群の焦点距離ｆ２２および
   前記リレーレンズ全系の焦点距離ｆａが次の関係を満た
   すリレーレンズ。 −０．７＜（ｆａ×ｆ２２）／（ｆ１×ｆ２１）＜−
   ０．２５
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記第１の
   レンズ群と第２のレンズ群の間に光路を変える反射型の
   光学素子を有し、前記第１および第２のレンズ群の間隔
   Ｄ、前記リレーレンズ全系のＦナンバーＦは次の関係を
   満たすリレーレンズ。 １．５０＜Ｄ×Ｆ／ｆａ＜１．８５
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記第１のレンズ群は前記受光部の側から、正の屈折力
   のレンズと負の屈折力のレンズが配置されており、 前記第１のサブレンズ群は、１枚または２枚の正の屈折
   力のレンズを備えており、 前記第２のサブレンズ群は、前記受光部の側から、正の
   屈折力のレンズと、負の屈折力のレンズと、正の屈折力
   のレンズが配置されているリレーレンズ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のリ
   レーレンズと、 このリレーレンズによって得られた前記Ｘ線蛍光増幅管
   の出力画像を前記カメラにより画像表示可能なデータま
   たは用紙に記録されたデータとして取得するＸ線表示装
   置。