JP4581595B2

JP4581595B2 - Ｘ線撮像装置

Info

Publication number: JP4581595B2
Application number: JP2004276188A
Authority: JP
Inventors: 圭一平垣
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: JP2006092880A

Description

この発明は、医療用あるいは工業用のＸ線撮像装置に関し、とくにＸ線蛍光増倍管を用いるＸ線撮像装置に関する。

Ｘ線撮像装置は、被写体を透過したＸ線による画像を撮像するものであるが、Ｘ線蛍光増倍管を用いるＸ線撮像装置では、被写体を透過したＸ線をまずＸ線蛍光増倍管に入力して輝度増倍した光学像に変換し、この光学像を出力光学系により、ＴＶ撮像管やＣＣＤカメラなどの光撮像装置に導いて映像信号を得る。そして、通常、たとえば下記特許文献１に示されるように、光撮像装置への主光路にフォトピックアップ光学系を挿入し、このフォトピックアップ光学系により出力光の一部を取り出してフォトセンサに入射して電気信号を得、この電気信号を用いてＸ線強度制御や光撮像装置のアイリス開閉制御など種々の制御に用いるようにしている。
特開平０６−０３８９５１号公報

フォトピックアップ光学系に採光エリアを絞るための採光野マスクを配置し、Ｘ線蛍光増倍管の出力光学像の任意領域の光のみを取り込む機能を有するＸ線撮像装置も製品化されている。この採光野マスクを用いると、たしかに出力像の任意部分のみを採光することが可能となるが、採光部分と遮蔽部分との境界は明確に区別され、そのため、この境界付近で光の強度に大きな変化がある場合、フォトセンサからの採光出力は被写体が少し動くだけで大きく変動することになり、結果として、Ｘ線強度制御やアイリス開閉制御などがクリティカルなものとなり、ＴＶモニタ画像などの明暗が頻繁に揺れ動いて見づらい画像となってしまうという問題を引き起こす。

この問題を解決するために、採光野マスクの採光部分と遮蔽部分とを明確に区別せず一方から他方へとなだらかに変化するようなグラデーションを施すことも考えられるが、このような加工を施した採光野マスクは一般に高価である。また、採光エリアの大きさ調節のために複数の採光野マスクを交換使用するのが普通である。そのため、高価な採光野マスクを複数枚用意しなければならないので、コスト増大の点で看過できない。

この発明は、製造コストが低廉でありながら、採光野マスクの採光部分と遮蔽部分とが明確に区別されないようにでき、良好なＸ線強度制御などに適した採光出力を得ることができる、Ｘ線撮像装置を提供することを課題とする。

上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明によれば、Ｘ線蛍光増倍管と、該Ｘ線蛍光増倍管の出力光学像を導く出力光学系と、該出力光学系により導かれた光学像が入力される光撮像装置と、上記出力光学系から出力光学像の任意領域の光を取り出すフォトピックアップ光学系と、このフォトピックアップ光学系により取り出された光が入射させられるフォトセンサとを備えたＸ線撮像装置において、上記のフォトピックアップ光学系は、上記出力光学系の光撮像装置への主光路中に配置された反射体と、該反射体で反射された光を結像する結像レンズと、該結像レンズを経た光を上記フォトセンサへ集束する集光レンズと、光透過孔が設けられた採光野マスクと、該採光野マスクが着脱自在に取り付けられ、該取り付けられた採光野マスクを、該結像レンズと該集光レンズとの間において、該結像レンズの結像面とそれから離れた位置との間で光軸方向に移動可能に保持する保持具とを有し、該採光野マスクによる採光エリアの位置調整を行う際には、該採光野マスクを一時的に結像面に移動させ、その他の場合には該採光野マスクを該結像レンズの結像面から離れた位置に移動させることが特徴となっている。

請求項１記載のＸ線撮像装置によれば、採光野マスクは保持具に着脱自在に取り付けられるので、交換可能となっており、また取り付けられた状態で保持具によって光軸方向に移動可能に保持され、結像レンズの結像面やそれから離れた位置などに移動させられるようになっている。この採光野マスクは単に光透過孔が設けられたものにすぎず、その光の透過部分と遮蔽部分とは明確に区別されているが、結像レンズの結像面から離れた位置に位置決めされれば、光の透過部分と遮蔽部分との境界は曖昧なものとなり、透過部分から遮蔽部分へなだらかに変化するようになって、グラデーションを設けたのと実質的に同等となる。そして、その境界の曖昧度（グラデーションの程度）は、結像レンズの結像面からのオフセット距離によって決まるので、光軸方向の移動によって調整できる。採光野マスクによる採光エリアの位置調整を行う際には、グラデーションがあると分りづらいので、採光野マスクを一時的に結像面に移動させる。これにより採光野マスクによる透過部分と遮蔽部分の境界がはっきりするため、位置調整を容易に行うことができる。また、採光野マスクは交換可能であるため、任意の形状・大きさの光透過孔を有するものを使用することができ、これによりほとんど任意の採光エリアパターンを実現できる。このような保持具はボルト・ナット機構などにより安価に構成でき、採光野マスクも単に光透過孔が設けられた安価なものでよいので、製造コストの増加を招かずに製造可能である。

つぎに、この発明を実施したＸ線撮像装置について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施例にかかるＸ線撮像装置のフォトピックアップ光学系の部分を拡大して示す模式図、図２は同実施例における採光野マスクの取り付け部分を拡大して表示する模式的な斜視図、同実施例にかかるＸ線撮像装置の全体の模式図である。

まず図３を参照して全体の構成について述べると、被写体１０に向けてＸ線管１１よりＸ線が照射され、被写体１０を透過したＸ線がＸ線蛍光増倍管１２に入射する。このＸ線蛍光増倍管１２は入射したＸ線を増倍して可視光線に変換するもので、Ｘ線透過像が光学像としてその出力蛍光面から出力される。この光学像は出力光学系１３を経てＴＶカメラ１４の導かれる。ＴＶカメラ１４は光学像を撮像する撮像管やＣＣＤカメラなどであり、出力光学系１３は、このＴＶカメラ１４の撮像面に、出力光学像を集光・再結像させるための対物レンズ１５やＴＶレンズ１６などを有するとともにＴＶレンズアイリス１７を備える。

そして、このＴＶカメラ１４に光学像を導く主光路中には、この主光路とは別の光路をなし、その光の一部をフォトセンサ１９に導くフォトピックアップ光学系１８が配置される。こうしてフォトセンサ１９によりＸ線蛍光増倍管１２の出力光学像の光強度が検出され、その検出信号がＸ線強度の制御やＴＶレンズアイリス１７の開閉制御などの各種の制御に用いられる。

このフォトピックアップ光学系１８は、図１に示すように、主光路中に挿入された反射ミラーやプリズムなどで構成された反射体２１および結像レンズ２２や集束レンズ２３などのレンズ群から構成される。そしてそのレンズ群のなかに採光野マスク２４が配置される。採光野マスク２４は光遮蔽板でなり、図２にも示すように所定形状（ここでは円形）の光透過孔２５を有するものであるが、光軸方向に移動できるように保持されている。

すなわち、この実施例では、フォトセンサ１９は円筒筐体３１の底面に配置されており、集束レンズ２３もこの円筒筐体２３内に保持される。この円筒筐体３１、結像レンズ２２および反射体２１は、図示しない適宜なフレームなどにより固定されている。そして、円筒キャップ３２がこの円筒筐体３１にボルト・ナット構造によりねじ込み式に取り付けられるようになっている。この円筒キャップ３２には大きな光透過孔３３が設けられている（図２も参照）。この円筒キャップ３２の前面に採光野マスク２４が取り付けられる。ここでは、円筒キャップ３２の前面端部に小さなねじ穴３４を設けるとともに、採光野マスク２４の周縁部に長孔３５を設ける。ねじ３６をこの長孔３５に通した後ねじ穴３４にねじ込むことにより採光野マスク２４を円筒キャップ３２の前面に固定するようにしている。

ここで、円筒キャップ３２を円筒筐体３１に対して回転させることにより円筒キャップ３２の光軸方向の位置を変えることができ、これにより採光野マスク２４の光軸方向での位置調整が可能となる。この採光野マスク２４の位置を結像レンズ２２の結像面近くにすれば、光透過孔２５による採光部と光透過孔２５以外の遮蔽部との境界が明瞭になるが、たとえば結像レンズ２２の方向に移動して結像面から離れると、その境界は不明瞭となって１００％の光が通る部分から０％の遮蔽部までなだらかに変化することになる。結像面から離れれば離れるほど、よりなだらかな変化となる。

また、採光野マスク２４はねじ３６により着脱自在に取り付けられるので、任意形状の光透過孔２５を有するものを自在に交換して使用できる。そして長孔３５により円筒キャップ３２に対する位置調整ができるので、光軸に直角な平面方向での光透過孔２５の位置（採光野位置）の調整が可能である。この位置調整時には、円筒キャップ３２を回転させて採光野マスク２４が結像面近くに位置決めされるようにしておけば、採光部分と遮蔽部分との境界がはっきりするので、その調整が容易である。したがってこの結像面近くの位置で採光野位置調整を行った後、所望の変化度合いのなだらかさ（グラデーションの程度）が得られるように円筒キャップ３２を回転させて採光野マスク２４を光軸方向に移動させればよい。

このように、採光野マスク２４はねじ３６によって着脱自在に取り付け、しかも長孔３５により採光野位置調整するようにし、さらに円筒キャップ３２をねじ構造で円筒筐体３１に取り付けて光軸方向に移動できるようにしたので、きわめて簡単な構造でありながら採光野マスク２４の交換や位置およびグラデーションの調整ができる。

なお、上記は一つの実施例について説明したものであり、具体的な構造などは、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々に変更可能である。たとえば、フォトセンサ１９と集束レンズ２３を円筒筐体３１で保持する必要はなく、適当なフレームなどで保持するようにしてもよい。また、ここではボルト・ナット構造によって円筒キャップ３２を光軸方向に移動可能としたが、スライド機構などの他の簡単な機構による保持具で採光野マスクを保持するようにしてもよい。この円筒キャップ３２を用いる場合、回転させると採光野マスク２４も回転するので、採光野位置が変わってしまうことになるが、これを避けるために円筒キャップ３２の前端面に円板を回転自在に取り付け、この円板にねじ穴を設けて、これに採光野マスク２４を取り付け、キャップ３２が回転しても円板および採光野マスク２４が回転しないようにした構造を採用することなどが考えられる。いずれの場合でも採光野マスク２４の交換、その採光野の位置調整および採光野マスク２４の光軸方向での移動を実現する機構は、簡単・安価なもので済む。

この発明によれば、非常に簡単な構造で、安価に製造できるものでありながら、採光エリアのグラデーション調整可能なフォトピックアップ光学系を有するＸ線撮像装置を得ることができる。

この発明の一実施例にかかるＸ線撮像装置のフォトピックアップ部分の模式的な断面図。同実施例における採光野マスクの取り付け部付近を概略的に示す斜視図。同実施例にかかるＸ線撮像装置の全体を模式的に示すブロック図。

符号の説明

１０……被写体
１１……Ｘ線管
１２……Ｘ線蛍光増倍管
１３……出力光学系
１４……ＴＶカメラ
１５……対物レンズ
１６……ＴＶレンズ
１７……ＴＶレンズアイリス
１８……フォトピックアップ光学系
１９……フォトセンサ
２１……反射体
２２……結像レンズ
２３……集束レンズ
２４……採光野マスク
２５……採光野マスクの光透過孔
３１……円筒筐体
３２……円筒キャップ
３３……円筒キャップの光透過孔
３４……ねじ穴
３５……長孔
３６……ねじ

Claims

Ｘ線蛍光増倍管と、該Ｘ線蛍光増倍管の出力光学像を導く出力光学系と、該出力光学系により導かれた光学像が入力される光撮像装置と、上記出力光学系から出力光学像の任意領域の光を取り出すフォトピックアップ光学系と、このフォトピックアップ光学系により取り出された光が入射させられるフォトセンサとを備えたＸ線撮像装置において、上記のフォトピックアップ光学系は、上記出力光学系の光撮像装置への主光路中に配置された反射体と、該反射体で反射された光を結像する結像レンズと、該結像レンズを経た光を上記フォトセンサへ集束する集光レンズと、光透過孔が設けられた採光野マスクと、該採光野マスクが着脱自在に取り付けられ、該取り付けられた採光野マスクを、該結像レンズと該集光レンズとの間において、該結像レンズの結像面とそれから離れた位置との間で光軸方向に移動可能に保持する保持具とを有し、該採光野マスクによる採光エリアの位置調整を行う際には、該採光野マスクを一時的に結像面に移動させ、その他の場合には該採光野マスクを該結像レンズの結像面から離れた位置に移動させることを特徴とするＸ線撮像装置。