JP3360395B2 - Ｘ線ｔｖ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線による透視画像
をＴＶシステム上の画像信号とするＸ線ＴＶ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＴＶ装置では、被写体（被検査者）
に対してＸ線を照射し、その透過Ｘ線をイメージインテ
ンシファイアに入射させ、Ｘ線画像を光学的な画像に変
換し、その出力画像を光学系でＴＶカメラに導き、画像
信号に変換し、この画像信号を画像表示装置（モニタ装
置）に送ってこれを表示することによりリアルタイムで
Ｘ線透視画像を観察できるようにしたり、あるいはその
画像信号を記録したり、種々の画像処理を施したりす
る。

【０００３】従来のＸ線ＴＶ装置では、入力されたＸ線
画像の縦方向と横方向のスケールの比（１：１となって
いる）はそのまま維持された上でイメージインテンシフ
ァイアから出力され、さらに光学系でもその縦・横比は
維持され、ＴＶカメラにおいて得られた画像信号上でも
その縦・横比は元のままに維持される。つまり、画像の
縦方向と横方向のスケールの比は、入力から出力（表
示）まで一貫して１：１に保たれている。

【０００４】ここで、Ｘ線ＴＶ装置においても製造コス
トの関係でＴＶカメラは一般汎用品を使わざるをえない
が、汎用のＴＶカメラは撮像管を使ったものから固体撮
像素子（ＣＣＤ）を使ったものに移行しつつある。この
固体撮像素子使用のＴＶカメラの受像面の縦・横比は通
常のＴＶシステム用で横４：縦３、高精細ＴＶ（ＨＤＴ
Ｖ）システム用で横１６：縦９となっており、いずれに
しても横長の矩形となっている。

【０００５】ところが、イメージインテンシファイアで
は、入力面及び出力面とも円形で、画面の縦・横比は
１：１となっている。そのため、汎用のＴＶカメラを使
用することを前提にするなら、ＴＶカメラの受像面のう
ち、横方向の両脇の部分が使用されない領域となって無
駄が生じることになる。

【０００６】そこで、従来より、このＴＶカメラの受像
面に生じる未使用領域を無くして無駄を排除し、かつそ
の領域を積極的に使用することによって画像の解像度を
向上させることが考えられている。そこでは、イメージ
インテンシファイアから出力される円形画像の縦・横比
を変化させて、長軸・短軸比がＴＶカメラの受像面の横
・縦比に対応している楕円の画像とする光学系を使用
し、この変形させられた画像をＴＶカメラに入射させ、
このＴＶカメラからその変形させられた画像の信号を得
るようにし、後にその画像信号を処理することにより画
像の縦・横方向スケール比を元の１：１の関係に戻すよ
うにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように光学系において画像の縦方向のスケールと横方向
のスケールとの比を変化させる場合には、特殊な光学系
を用いなければならず、レンズ設計が大変であるととも
に、ＴＶカメラの受像面の縦・横比が変わったときに容
易にそれに対応できないという問題がある。

【０００８】この発明は、上記に鑑み、光学系を変更す
る煩を避けながら、ＴＶカメラの受像面に生じる未使用
領域を無くして無駄を排し、かつ画像の解像度を向上さ
せるようにした、Ｘ線ＴＶ装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線ＴＶ装置においては、被写体に
向けてＸ線を照射するＸ線発生装置と、該被写体を通し
て入力されたＸ線画像を光学的な画像として出力し、該
画像面方向において電解分布を変化させる電極を備え、
該電極に印加する電位調整により、出力画像の縦方向と
横方向のスケールの比が後記ＴＶカメラの受像面の縦・
横比に対応するように変化させられるイメージインテン
シファイアと、該イメージインテンシファイアの出力画
像を伝達する光学系と、伝達された画像を画像信号に変
換するＴＶカメラと、該画像信号において画像の縦方向
と横方向のスケールの比を変化させて元のＸ線画像にお
ける縦方向と横方向のスケールの比に戻すよう変換する
変換装置とを備えることが特徴となっている。

【００１０】ここで、上記のイメージインテンシファイ
アは、画像面方向において電解分布を変化させる電極を
設けるのではなく、電子レンズ系をなす既存の電極を断
面が真円の円筒形のものから断面が楕円の円筒形のもの
に変更することによってもよい。また、既存の断面が真
円の円筒形の電極を、画像面方向において、つまりその
円周方向において、分割し、異なる電圧を加えることに
より、画像面方向における電界分布を変化させるように
してもよい。

【００１１】また、ＴＶカメラから得られた画像信号に
おいて画像の縦方向と横方向のスケールの比を変化させ
て元のＸ線画像における縦方向と横方向のスケールの比
に戻すよう変換する変換装置としては、カメラコントロ
ールユニット内のビデオ回路を利用したり、あるいは別
個に信号処理装置を用いたりすることができる。また、
画像表示装置において、受像管の垂直偏向信号（のこぎ
り波）と水平偏向信号（のこぎり波）の傾きを変えて、
表示される画像の縦方向と横方向のスケールの比を変化
させるようにしてもよい。

【００１２】

【作用】イメージインテンシファイアに入力されたＸ線
画像の縦方向のスケールと横方向のスケールとの比が、
このイメージインテンシファイアにおいて変化させられ
る。すなわち、このイメージインテンシファイアには、
画像面方向において電解分布を変化させる電極が設けら
れており、この電極に印加する電位調整により、出力画
像の縦方向と横方向のスケールの比がＴＶカメラの受像
面の縦・横比に対応するように変化させられる。元のＸ
線画像の縦方向のスケールと横方向のスケールとの比が
１：１であるとすると、これが変更されて他の比（たと
えば３：４等）に変換される。そこで、イメージインテ
ンシファイアの円形となっている入力面の画像が楕円形
の画像に変換されることになるが、この楕円形の長軸・
短軸比をＴＶカメラの受像面の横・縦比に対応させるよ
うに上記の電極に印加する電位調整によってスケール比
の変換度を定めれば、受像面は無駄なく使用されること
になる。ＴＶカメラから得られる画像信号によって表わ
される画像は、元のＸ線画像を縦または横方向に引き伸
ばしたようなものとなるので、これが変換装置によって
元のスケール比に戻される。そのため、その引き伸ばし
た方向で解像度が高められた画像の表示が可能となる。
さらに、上記の電極に印加する電位調整によってスケー
ル比の変換度を任意に定めることができるため、通常の
ＴＶシステムの横４：縦３や高精細ＴＶ（ＨＤＴＶ）シ
ステムの横１６：縦９などの種々のアスペクト比に対応
することが容易である。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、Ｘ
線管１０から被写体２０に向けてＸ線ビーム１１が照射
される。被写体２０を透過したＸ線ビームはイメージイ
ンテンシファイア３０の入力蛍光面３１に入射する。イ
メージインテンシファイア３０は、真空外囲器内に、入
力蛍光面３１と、光電面３２と、加速及び集束用の電極
３３と、アノード３４と、出力蛍光面３５とが配置され
たものである。

【００１４】この実施例では、イメージインテンシファ
イア３０は、これらの電子レンズ系をなす電極３３、３
４の外側（あるいは内側など適宜な箇所）に、水平方向
または垂直方向に配置させられた一対の平行電極３６を
有している。入力蛍光面３１及び光電面３２は円形とな
っている。また、電極３３、３４は、電子ビームの中心
軸に直角な面（画像面）で断面したときの断面がおおむ
ね円環状となっており、光電面３２に対して、光電面３
２より遠いものほど高い、プラスの高電圧が印加されて
いる。平行電極３６にはその周辺の電極３３よりも高い
あるいは低いプラスの電位が加えられていて、画像面方
向における電界分布が中心軸対称にならないようにされ
ている。そのため、入力蛍光面３１及び光電面３２の形
状に対応した円形の画像は、その非対称な電界分布によ
り、楕円形状の画像へと変換させられることになる。こ
の楕円形の画像が出力蛍光面３５に現われる。

【００１５】こうして出力蛍光面３５から出力される楕
円形の画像は、レンズを組み合わせて構成した光学系４
０により、ＴＶカメラ５０の固体撮像素子５１に結像す
る。この固体撮像素子５１は横・縦の比が４：３または
１６：９の矩形となっているため、入力される楕円形の
画像の長軸・短軸比がその比に対応するものとなるよう
にされている。すなわち、イメージインテンシファイア
３０から出力される楕円形画像の長軸・短軸比が固体撮
像素子５１の矩形受像面の横・縦の比に対応したものと
なるように、イメージインテンシファイア３０における
変形度が調整されている。この調整は、平行電極３６に
印加する電位を調整することにより行なわれる。

【００１６】このＴＶカメラ５０から出力される、楕円
形の画像を表わす画像信号はカメラコントロールユニッ
ト６０に入力される。この実施例では、カメラコントロ
ールユニット６０は、その画像信号で表わされる画像の
縦方向のスケールと横方向のスケールとの比が元の１：
１の関係となるような、つまり楕円形の画像が真円の画
像となるような、信号の変換を行なうビデオ回路を有し
ている。そのため、このカメラコントロールユニット６
０から出力される画像信号においてはイメージインテン
シファイア３０の入力蛍光面３１に入射したＸ画像の縦
方向のスケールと横方向のスケールとの比が再現させら
れる。この画像信号がＴＶモニタ装置７０に送られて、
その画像が表示される。その結果、表示画像はイメージ
インテンシファイア３０の入力Ｘ線画像を縦・横の歪み
なく再現したものとなる。

【００１７】すなわち、図２に示すように、イメージイ
ンテンシファイア３０の円形の入力蛍光面３１に対応し
た円形画像８１がイメージインテンシファイア３０の出
力蛍光面３５に現われるはずのところ、上記の平行電極
３６による電界分布の非等方性によって、横方向に引き
伸ばされた楕円形の画像８２が現われ、この楕円形の画
像８２の長軸・短軸比が固体撮像素子５１の矩形受像面
８３の横・縦の比に対応したものとされるため、その矩
形受像面８３いっぱいに楕円形の画像８２が現われる。
その結果、従来のようにイメージインテンシファイア３
０から円形画像８１が出力される場合に斜線の領域８４
が使用されず無駄になっていたことを改善でき、無駄な
領域８４を無くすことができる。しかも、円形画像８１
を楕円形画像に引き伸ばした上で固体撮像素子５１の矩
形受像面８３に入力しているので、その引き伸ばした方
向（ここでは横方向）の解像度を向上させることができ
る。平行電極３６の作用がこのようなものであるため、
かならずしも幾何学的に平行に配置されている必要はな
いことになるが、固体撮像素子５１の矩形受像面８３の
縦・横方向に対応する各方向における電界分布に差を持
たせるものであるから、その縦または横方向に対応する
一方の方向に配置される必要はある。

【００１８】なお、上記の実施例では、通常のイメージ
インテンシファイアの電極構成に、画像面方向において
電界分布を変化させる平行電極を新たに設けているが、
このように新たに電極を設けるのではなく、電子レンズ
系をなす既存の電極３３、３４を断面が真円の円筒形の
ものから断面が楕円の円筒形のものに変更することによ
ってもよい。さらに、既存の断面が真円の円筒形の電極
３３、３４を、画像面方向において、つまりその円周方
向において、分割し、異なる電圧を加えることにより、
画像面方向における電界分布を変化させるようにしても
よい。

【００１９】また、カメラコントロールユニット６０内
でＴＶカメラ５０から得られた画像信号に関して画像の
縦方向と横方向のスケールの比を変化させているが、も
ちろん別個に信号処理装置（図示しない）を用いてこれ
を行なうこともできるし、さらには、ＴＶモニタ装置７
０において、受像管の垂直偏向信号（のこぎり波）と水
平偏向信号（のこぎり波）の傾きを変えて、表示される
画像の縦方向と横方向のスケールの比を変化させるよう
にしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のＸ線ＴＶ装置によれば、ＴＶカメラの受像面に
生じる未使用領域を無くして無駄を排し、かつ画像の解
像度を向上させることができる。しかも、入力Ｘ線画像
の縦方向のスケールと横方向のスケールとの比を、ＴＶ
カメラの受像面の縦・横比に合わせて調整することも容
易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の模式図。

【図２】各部分における画像を示す図。

【符号の説明】

１０ Ｘ線管 １１ Ｘ線ビーム ２０ 被写体 ３０ イメージインテンシファイア ３１ 入力蛍光面 ３２ 光電面 ３３ 加速及び集束電極 ３４ アノード ３５ 出力蛍光面 ３６ 平行電極 ４０ 光学系 ５０ ＴＶカメラ ５１ 固体撮像素子 ６０ カメラコントロールユニット ７０ ＴＶモニタ装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に向けてＸ線を照射するＸ線発生
   装置と、該被写体を通して入力されたＸ線画像を光学的
   な画像として出力し、該画像面方向において電解分布を
   変化させる電極を備え、該電極に印加する電位調整によ
   り、出力画像の縦方向と横方向のスケールの比が後記Ｔ
   Ｖカメラの受像面の縦・横比に対応するように変化させ
   られるイメージインテンシファイアと、該イメージイン
   テンシファイアの出力画像を伝達する光学系と、伝達さ
   れた画像を画像信号に変換するＴＶカメラと、該画像信
   号において画像の縦方向と横方向のスケールの比を変化
   させて元のＸ線画像における縦方向と横方向のスケール
   の比に戻すよう変換する変換装置とを備えることを特徴
   とするＸ線ＴＶ装置。