JP3489220B2 - Ｘ線テレビ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、医療分野において利用
されるＸ線テレビ装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のＸ線テレビ装置は、Ｘ線管と、こ
のＸ線管から照射され被写体を透過したＸ線を受像して
可視光に変換する受像手段と、この受像手段から出力さ
れる可視光を光学系を通し受光素子上に結像させて影像
信号に変換する撮像手段とを具備してなり、その影像信
号を出力画面に出力するようにしたものが一般的であ
る。その際、影像の視認性を良好にするために、図４に
示すように画面上のうち影像以外の部分（斜線部）の明
度を落とし、影像を浮かび上がらせることが常套手段と
して行われている。 【０００３】ところで、患部の位置を前後、左右から観
察したい場合等に、従来では患者の姿勢を替えて撮り直
すことが日常的に行われている。しかし、このような手
法は患者に苦痛を与えるばかりか、頻繁に前後、左右に
切り換えて観察できない不都合があり、さらには患者の
被爆量が増大する等といった欠点もある。そのため、近
似、医師等から、出力画面上で影像を反転若しくは回転
させることができないかといった要望が出てきた。 【０００４】そこで、このような要望に応えるために、
撮像手段が出力する影像信号を入力しその影像を反転等
させる機能を付加したＸ線テレビ装置が新たに開発され
た。手法としては、電子データを変換するか、あるいは
受光素子を機械的に回転させるものであるが、何れにせ
よこのようにすることで、患者に対して前後、左右のう
ち各一方のみを撮影するだけでモニター画面に容易に反
転等した状態を表示させることができ、患者に悪影響を
及ぼすことなく診断や治療の確度や利便性を高めること
ができる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、撮像にあた
っては、受光素子が構成する有効画素領域内に影像全体
が取り込まれるように結像させるのがこの種の撮像にお
いては従来から常識である。具体的に影像回転機構を有
する装置を例にとって説明すると、受像手段と撮像素子
との間に中心間の完全一致を期待することは物理的に困
難であって、多少のセッティング誤差を許容せざるを得
ないのが実情であり、その誤差に起因して大抵の場合、
図４に示すように、撮像手段の有効画素領域Ｚの中心Ｏ
に対して受像手段の中心すなわち結像（破線円部分）の
中心Ｏ1 が相対的に不特定方向にずれる。そこで、ずれ
た側の影像の端部が有効画素領域Ｚの境界線ａに内接し
ている状態で若しくはそれよりも内側に収まっている状
態で影像を取込むようにしている。 【０００６】しかし、前述したように出力画面上で影像
を反転させる機能を付加した場合、影像を反転させるこ
とによって、影像は破線円の位置から同図中想像線円で
示す位置に変化し、結像の中心が有効画素領域Ｚの中心
Ｏを基準にしてＯ1 と点対称な位置Ｏ2 に移動する。し
たがって、このような操作を医師等が行うとき、影像が
表示されている明度の高い破線円部分又は想像線円部分
が反転操作によってモニター画面上を移動することにな
り、チラつき感を伴って見にくい上に、眼精疲労を増大
させる要因にもなる。 【０００７】そこで、現状においては、反転前後の影像
が共有する領域に内接する最大の円（図中白抜き部分）
のみを影像として残し、残りの影像（図中格子斜線部）
をカットするいわゆるサークルブランキング処理（マス
ク処理）を施す方策が講じられている。このようにする
ことで、常に中心部Ｏに白抜きで示した一定の影像領域
を形成し、その中でのみ影像を反転表示させることがで
きるため、少なくともチラつき感に関する問題は有効に
解消することができる。しかし、これによりせっかく撮
像した影像の一部（格子斜線部）が無駄に捨てられるこ
とになり、受光素子の有効利用率にセッティング誤差に
応じた限界値（以下、限界有効利用率と称する）が生じ
て、解像度、Ｓ／Ｎ比、コントラスト、ダイナミックレ
ンジなどの各種性能に新たな悪影響が生じるものとなっ
ている。 【０００８】以上のような不具合は、受像手段が図５に
示すように受光素子上に楕円状に影像を結像させる場合
においても全く事情は同じである。 【０００９】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであって、サークルブランキング処理後の受光
素子の有効利用率を高めることで、性能及び視認性を両
立させたＸ線テレビ装置を提供することを目的としてい
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。 【００１１】すなわち、本発明のＸ線テレビ装置は、Ｘ
線管と、このＸ線管から照射され被写体を透過したＸ線
を受像して可視光に変換する受像手段と、この受像手段
から出力される可視光を受光素子上に結像させて影像信
号に変換する撮像手段と、この影像手段が出力する影像
信号を入力しその影像を反転若しくは回転させる第１の
影像処理手段と、前記撮像手段が出力する影像信号を入
力しその影像にサークルブランキング処理を施す第２の
影像処理手段とを具備してなり、両影像処理手段により
処理された影像信号を出力画面に出力するように構成さ
れたものにおいて、前記受光素子における結像サイズ
を、該受光素子の有効画素領域よりも大きく設定し、受
像手段による結像の中心の、撮像手段の有効画素領域の
中心に対するずれの方向に結像を有効画素領域からはみ
出させているとともに、反転前後の影像の重複部分に最
大に内接する円に沿ってサークルブランキング処理を行
ってなることを特徴とする。 【００１２】 【作用】本発明は、サークルブランキング処理によって
捨てられる領域は最初から敢えて取り込む必要がないと
の考えに立ってなされたものであって、結像は必ず有効
画素領域に収まっていなければならないとするこの種の
撮像の既成概念を打破するものである。しかし、これに
よって、セッティング誤差があってもサークルブランキ
ング処理後の影像を有効画素領域に最大限に内接させる
ことが可能になり、従来の限界有効利用率を越えて受光
素子を最大効率で活用することが可能になる。勿論、サ
ークルブランキング処理後の影像が有効画素領域に必ず
しも内接する必要はなく、受光素子に結像される影像サ
イズを該受光素子の有効画素領域よりも大きく設定する
限り、受光素子の有効利用率は従来よりも確実に高めら
れるものとなる。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１及び図２を
参照して説明する。 【００１４】このＸ線テレビ装置は、図１に示すよう
に、Ｘ線管１と、受像手段たるイメージインテンシファ
イア２と、光学系３と、撮像手段４と、マイクロコンピ
ュータ５と、出力画面６とから構成される。Ｘ線管１か
ら被写体Ａに向けて照射されるＸ線は、被写体Ａを透過
した後にイメージインテンシファイア２に受像される。
このイメージインテンシファイア２は、Ｘ線を可視光に
変換するレンズ２ａを有するとともに、受像した影像を
拡縮するズーム機能を備えている。このイメージインテ
ンシファイア２から出力される可視光は、対物レンズ３
ａや接眼レンズ３ｂ等から構成される光学系３を介して
撮像手段４を構成する受光要素たるＣＣＤ素子４ａ上に
結像される。このＣＣＤ素子４ａは、縦横に多数配列さ
れて矩形状の有効画素領域Ｚ（図２参照）を構成してな
るもので、結像される影像を光電変換によって電気的な
影像信号に変換して出力する。マイクロコンピュータ５
は、本発明に係る第１の影像処理手段及び第２の影像処
理手段としての機能を担うもので、前記ＣＣＤ素子４ａ
が出力する影像信号を入力し、その影像を反転若しくは
回転させる処理を行うとともに、その影像にサークルブ
ランキング処理を施す。かくして、加工された影像信号
が出力画面６に移送され、医師等によりモニター可能な
状態で表示される。 【００１５】このような構成において、本実施例は、前
記ＣＣＤ素子４ａ上の結像サイズを、その有効画素領域
Ｚよりも大きくなるように設定している。つまり、既述
したごとく、イメージインテンシファイア２とＣＣＤ素
子４ａとの間のセッティング誤差に起因して、大抵の場
合、図２に示すように、撮像手段４の有効画素領域Ｚ
（境界線ａ、ｂ、ｃ、ｄで囲まれる矩形の内部）の中心
Ｏに対してイメージインテンシファイア２による結像
（破線円部分）の中心Ｏ1 が相対的に不特定方向にズレ
る。そこで本実施例は、仮に図のように上方へずれたと
した場合、結像される影像の上端部に対しては境界線ａ
からはみ出すことを許容し、それと反対側の下端部を境
界線ｃに内接させた状態で影像を取込むようにする。つ
まり、セッティング誤差（中心Ｏ−Ｏ1 間のずれ）をΔ
とすれば、影像の上端部のはみだし距離は２Δに設定さ
れる。 【００１６】このようにすれば、反転操作によって影像
は図中想像線円で示す位置に移り、影像中心は有効画素
領域Ｚの中心Ｏを基準にしてＯ1 からそれとは点対称な
Ｏ2へ移動し、今度は影像の下端部が同一距離２Δだけ
境界線ｃからはみだし、上端部が境界線ａに内接するこ
とになる。そして、反転前後の影像の重複部分に最大に
内接する円に沿ってサークルブランキング処理を施す
と、有効画素領域Ｚの両境界線ａ、ｃに内接する円（図
中白抜き部分）が影像領域として残り、その外周がマス
ク処理によって見えない状態にされる。 【００１７】このようにして、本実施例では、セッティ
ング誤差が存在しても、ＣＣＤ素子４ａの有効利用率が
従来のように低下することがなく、当該ＣＣＤ素子４ａ
を最大に活用して有効画素領域Ｚぎりぎりの最大影像を
結像させて取り込むことができる。このため、より多く
の影像情報を得ることができ、解像度、Ｓ／Ｎ比、コン
トラスト、ダイナミックレンジなどの各種性能を損なう
ことなくチラつき感のない良好な視認性を実現すること
が可能になる。 【００１８】セッティング誤差が左右方向や斜め方向に
生じた場合には、そのずれた方向に対して結像を有効画
素領域からはみ出させるようにすればよい。 【００１９】なお、各部の具体的な構成は、上述した実
施例のみに限定されるものではない。例えば、前記実施
例のようにサークルブランキング処理後の影像を有効画
素領域に必ずしも内接させる必要はなく、受光素子に結
像される影像サイズを該受光素子の有効画素領域よりも
大きく設定する限りにおいて、受光素子の有効利用率を
従来に比して確実に高めることができる。また、前記実
施例ではＣＣＤ素子から出力される影像信号をマイクロ
コンピュータによってデータ変換するようにしている
が、ＣＣＤ素子を機械的に１８０°回転させるようにす
れば、同じ結果が得られる。さらに、受像手段が図３に
示すように撮像素子上に真円ではなく楕円状に影像を結
像させるようなものにおいても、図５との対比において
明らかなようにＣＣＤ素子の利用効率を改善して性能及
び視認性の両立を果たすことができる。つまり、図５で
は結像中心をＯ1 とした場合に有効画素領域Ｚをはみだ
さない範囲で内接する最大の楕円として結像させるた
め、サークルブランキング処理を施せば実際に見える影
像は白抜きの領域に縮小するが、図３では有効画素領域
Ｚの一部に内接していれば後の部分ははみだした状態の
ままでも結像させるから、サークルブランキング処理を
施せば図中白抜きに示すように影像領域を有効画素領域
Ｚの上下左右に内接する最大の楕円にまで拡張すること
ができる。この意味において、本発明に言う「サークル
ブランキング」なる語は真円に限らず楕円を含めた広い
意味に解される。さらにまた、本発明は受光素子として
ＣＣＤ素子以外に撮像管などを用いることを妨げるもの
ではない。その他、上記の影像処理を影像の回転に対し
て適用するなど、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。 【００２０】 【発明の効果】本発明のＸ線テレビ装置は、以上説明し
たように、サークルブランキング処理によって捨てられ
る影像部分を予め考慮して、受光素子上の結像サイズを
該受光素子が構成する有効画素領域よりも大きく設定
し、サークルブランキング処理を行った際にその大きく
設定した部分を切り捨てて、結果的に有効画素領域ぎり
ぎりの結像が残るようにしたものである。そのため、サ
ークルブランキング処理による受光素子の有効利用率の
低下を防ぐことができ、従来装置よりも多くの画像情報
を得て、解像度、Ｓ／Ｎ比、コントラスト、ダイナミッ
クレンジなどの各種性能を損なうことなくチラつき感の
ない優れた視認性を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す原理図。 【図２】同実施例によって表示される影像の概念図。 【図３】本発明の他の実施例を示す図２に対応した概念
図。 【図４】従来装置によって表示される影像を示す概念
図。 【図５】他の従来装置によって表示される影像を示す概
念図。 【符号の説明】 Ａ…被写体 Ｚ…有効画素領域 １…Ｘ線管 ２…受像手段（イメージインテンシファイア） ４…撮像手段 ４ａ…受光素子（ＣＣＤ素子） ５…第１、第２の影像処理手段（マイクロコンピュー
タ） ６…出力画面

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】Ｘ線管と、このＸ線管から照射され被写体
   を透過したＸ線を受像して可視光に変換する受像手段
   と、この受像手段から出力される可視光を受光素子上に
   結像させて影像信号に変換する撮像手段と、この影像手
   段が出力する影像信号を入力しその影像を反転若しくは
   回転させる第１の影像処理手段と、前記撮像手段が出力
   する影像信号を入力しその影像にサークルブランキング
   処理を施す第２の影像処理手段とを具備してなり、両影
   像処理手段により処理された影像信号を出力画面に出力
   するように構成されたＸ線テレビ装置であって、 前記受光素子上の結像サイズを、該受光素子が構成する
   有効画素領域よりも大きく設定し、受像手段による結像
   の中心の、撮像手段の有効画素領域の中心に対するずれ
   の方向に結像を有効画素領域からはみ出させているとと
   もに、反転前後の影像の重複部分に最大に内接する円に
   沿ってサークルブランキング処理を行ってなることを特
   徴とするＸ線テレビ装置。