JP4896465B2 - X-ray image tube distortion correction method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、外部磁界の影響を除いて可視光像の歪みを補正するX線イメージ管の歪補正方法およびその装置に関する。 The present invention relates to an X-ray image tube distortion correction method and apparatus for correcting distortion of a visible light image excluding the influence of an external magnetic field.
一般に、X線イメージ管を用いた医用のX線診断装置や産業用の非破壊検査装置などでは、X線管からのX線で被写体を透過し、このX線像をX線イメージ管により可視光像に変換し、この可視光像を撮像カメラで撮影し、この撮影画像をモニタに映して観察を可能としている。 In general, in medical X-ray diagnostic apparatuses and industrial non-destructive inspection apparatuses using an X-ray image tube, the X-ray image from the X-ray tube is transmitted through the subject, and the X-ray image is visible through the X-ray image tube. The image is converted into a light image, the visible light image is captured by an imaging camera, and the captured image is projected on a monitor to enable observation.
このX線イメージ管の入力面以外の部分はパーマロイなどの磁気の影響を遮断する材質で構成された磁気シールドで覆われているが、入力面はX線の透過を妨げないように磁気シールドで覆われていない。そのため、地磁気や外部装置から発生する磁気などによりX線イメージ管の入力面から外部磁界が侵入し、この外部磁界の影響で可視光像が歪む問題がある。 The parts other than the input surface of the X-ray image tube are covered with a magnetic shield made of a material that blocks the influence of magnetism such as permalloy, but the input surface is covered with a magnetic shield so as not to prevent the transmission of X-rays. Not covered. For this reason, there is a problem that an external magnetic field enters from the input surface of the X-ray image tube due to geomagnetism or magnetism generated from an external device, and the visible light image is distorted by the influence of the external magnetic field.
そこで、外部磁界による歪みを補正するために、入力面またはその近傍に磁界検出部およびコイルを配置し、この磁界検出部でX線イメージ管の入力面に外部から侵入する外部磁界を検出し、この検出した外部磁界を打ち消す逆磁界がコイルから発生するように電源部からコイルに電流を流すことにより、外部磁界を打ち消して可視光像の歪みを低減させている。すなわち、フィードバック制御により、磁界検出部で検出した外部磁界に基づいて電源部からコイルに流す電流を可変している(例えば、特許文献1参照。)。
一般に、フィードバック制御では、常にフィードバック制御するため、磁界検出部で検出した外部磁界の変動に対応して常に電源部の制御を補正し、この電源部からコイルに流す電流を常に可変させることになる。 Generally, since feedback control is always performed in feedback control, the control of the power supply unit is always corrected in accordance with the fluctuation of the external magnetic field detected by the magnetic field detection unit, and the current flowing from the power supply unit to the coil is always varied. .
しかしながら、磁界検出部で検出した外部磁界の変動に対応して電源部の制御を補正する指令を出力するのに要する時間に比べて、指令を受けた電源部でコイルに流す電流を可変するのに要する時間が長くかかる。そのため、電源部でコイルに流す電流を可変し終わらないうちに、磁界検出部で検出した外部磁界の変動に対応して電源部の制御の補正を繰り返すことになり、この補正の繰り返しによってハンチングが発生し、このハンチングが収束するまでに長時間を要する問題がある。 However, compared to the time required to output a command for correcting the control of the power supply unit in response to the fluctuation of the external magnetic field detected by the magnetic field detection unit, the current flowing through the coil is varied by the power supply unit that has received the command. It takes a long time to complete. Therefore, before the current flowing through the coil in the power supply unit is completely varied, the correction of the control of the power supply unit is repeated in response to the fluctuation of the external magnetic field detected by the magnetic field detection unit. There is a problem that it takes a long time for this hunting to converge.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、外部磁界の影響を補正する際のハンチングの発生を防止でき、外部磁界の影響を短時間で補正できる補正できるX線イメージ管の歪補正方法およびその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can correct the distortion of an X-ray image tube that can prevent the occurrence of hunting when correcting the influence of an external magnetic field and can correct the influence of the external magnetic field in a short time. It is an object to provide a method and apparatus.
本発明のX線イメージ管の歪補正方法は、X線イメージ管に外部から侵入する外部磁界を検出し、このX線イメージ管に外部から侵入する外部磁界を打ち消す磁界を発生させるX線イメージ管の歪補正方法であって、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正し、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に検出した外部磁界に基づく補正動作を規制し、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲内で変動するときには外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正しないものである。 The X-ray image tube distortion correction method of the present invention detects an external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside and generates a magnetic field that cancels the external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside. This method corrects the generation of a magnetic field that cancels the external magnetic field so that it returns to the reference range when the detected external magnetic field fluctuates beyond a preset reference range of the magnetic field strength . From the time when the external magnetic field fluctuates beyond the reference range of the preset magnetic field strength until the preset time elapses after correcting the generation of the magnetic field that cancels the external magnetic field so as to return to the reference range complement during the generation of a magnetic field to cancel the external magnetic field when varies within the intensity of the reference range of regulating the correction operation based on the external magnetic field detected during, the magnetic field detected stray field is preset Those that do not.
本発明のX線イメージ管の歪補正装置は、X線イメージ管に外部から侵入する外部磁界を検出する磁界検出部と、前記X線イメージ管に外部から侵入する外部磁界を打ち消す磁界を発生する磁界発生部と、この磁界発生部を駆動して磁界を発生させる電源部と、この電源部を制御し、前記磁界検出部で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように前記電源部の制御を補正し、基準範囲内で変動するときには前記電源部の制御を補正しない制御部とを具備し、前記制御部は、前記磁界検出部で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、前記基準範囲内に戻すように前記電源部の制御を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に前記磁界検出部で検出された外部磁界に基づく補正動作を規制するものである。 A distortion correction apparatus for an X-ray image tube according to the present invention generates a magnetic field detector that detects an external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside, and a magnetic field that cancels the external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside. A magnetic field generating unit, a power source unit that drives the magnetic field generating unit to generate a magnetic field, and controls the power source unit, and an external magnetic field detected by the magnetic field detecting unit has a preset magnetic field strength reference range. beyond the control of the power supply unit corrects back to the reference range when variation, when varies within reference range and a control unit that does not correct the control of the power supply unit, wherein the control unit, wherein the magnetic field A time set in advance after correcting the control of the power supply unit so that the external magnetic field detected by the detection unit fluctuates beyond the reference range of the magnetic field strength set in advance and returns to the reference range. Until During, it restricts the correction operation based on the external magnetic field detected by the magnetic field detector therebetween.
本発明によれば、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正するが、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲内で変動するときには外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正しないため、常にフィードバック制御する場合に比べて、ハンチングの発生を防止でき、外部磁界の変動を短時間で基準範囲内に収束させることができる。さらに、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に検出した外部磁界に基づく補正動作を規制し、短時間ループ内での補正の繰り返しによるハンチングの発生を防止できる。 According to the present invention, when the detected external magnetic field fluctuates beyond a preset reference range of the magnetic field strength, the generation of the magnetic field that cancels the external magnetic field is corrected so as to return to the reference range. When the magnetic field fluctuates within the preset reference range of magnetic field strength, the generation of the magnetic field that cancels the external magnetic field is not corrected. Can be converged within the reference range in a short time. Further, after the detected external magnetic field fluctuates beyond a preset reference range of magnetic field strength, a preset time after correcting the generation of the magnetic field that cancels the external magnetic field so as to return to the reference range. Until the time elapses, the correction operation based on the external magnetic field detected in the meantime can be restricted, and the occurrence of hunting due to repeated correction within a short time loop can be prevented.
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2において、11はX線イメージ管で、このX線イメージ管11は、真空外囲器12を有し、この真空外囲器12のX線の入射側には入力窓13が形成され、入力窓13に対して反対側には出力窓14が形成されている。真空外囲器12内には、入力窓13の内側にX線を電子ビームに変換して放出する入力面15が設けられ、出力窓14の内側に電子ビームを可視光像に変換して出力する出力面16が設けられている。
In FIG. 2, 11 is an X-ray image tube. This
入力面15から出力面16に向かって進行する電子ビームの進路に沿って、電子ビームを加速したり集束する電子レンズが形成され、この電子レンズは、入力面15に負の電圧を加えるカソード電極Kや出力面16に高い正の電圧を加えるアノード電極A、これらカソード電極Kとアノード電極Aとの間の複数のグリッド電極G1,G2,G3などの複数の電極で構成されている。
An electron lens that accelerates or focuses the electron beam is formed along the path of the electron beam traveling from the
真空外囲器12の入力面15および出力面16を除く周囲は、例えばパーマロイなどの磁気の影響を遮断する材質で構成された磁気シールド17で覆われている。
The periphery of the
次に、図1において、X線イメージ管11の歪補正装置21を示し、この歪補正装置21は、地磁気や外部装置から発生する磁気などによりX線イメージ管11に外部から侵入する外部磁界を検出する磁電変換素子などを用いた磁界検出部22、X線イメージ管11に外部から侵入する外部磁界を打ち消す磁界として逆磁界を発生する磁界発生部としてのコイル23、このコイル23に電流を流して逆磁界を発生させる電源部24、この電源部24からコイル23に流す電流値を制御する制御部25を備えている。
Next, in FIG. 1, a distortion correction device 21 of the
磁界検出部22は、真空外囲器12と磁気シールド17との間で入力面15の周辺部近傍に配設され、また、コイル23は、真空外囲器12と磁気シールド17との間で入力面15の周辺部に沿って配設されている。
The
制御部25は、磁界検出部22で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの安定域である基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように電源部24の制御を補正し、基準範囲内で変動するときには電源部24の制御を補正しない機能を有し、さらに、磁界検出部22で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、基準範囲内に戻すように電源部24の制御を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に磁界検出部22で検出された外部磁界に基づく補正動作を規制する機能を有している。
The
図3に示すように、磁界の強さの基準範囲は、X線イメージ管11に外部磁界が侵入しない状態において磁界検出部22で検出した検出値を基準値として所定幅の上限値と下限値とが設定された範囲であり、外部磁界が変動しても影響が少ない範囲である。これら基準値、上限値、下限値、基準範囲などは、制御部25が備えた図示しない記憶部に記憶される。
As shown in FIG. 3, the reference range of the magnetic field strength is an upper limit value and a lower limit value of a predetermined width with the detection value detected by the magnetic
そして、制御部25は、外部との通信手段あるいは設定手段を具備しており、通信手段を通じた外部からの設定信号あるいは設定手段による設定により、基準値、上限値、下限値、基準範囲などを設定および変更が可能となっている。
The
次に、本実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
まず、歪補正装置21の安定時の基準条件を認識させるため、外部磁界の影響のない状態において磁界検出部22で検出した検出信号を制御部25に入力し、制御部25では、その時点での磁界検出部22の検出信号を基準値とするとともに、安定状態とみなす検出信号の上限値と下限値とを同時に設定し、これら上限値と下限値との間を安定域である基準範囲に設定する。
First, in order to recognize the reference condition when the distortion correction device 21 is stable, the detection signal detected by the magnetic
制御部25で設定された基準範囲は制御部25の記憶部に記憶させるが、通信手段を通じた外部からの設定信号あるいは設定手段によって設定および変更も可能である。また、設定、変更可能なパラメータとして他に、磁界検出部22によるサンプリング間隔なども含まれる。
The reference range set by the
次に、図4のフローチャートを参照して歪補正動作を説明する。 Next, the distortion correction operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
ここでは、基準値、上限値、下限値、基準範囲、サンプリング間隔などは既に設定されたものとして説明する。 Here, the description will be made assuming that the reference value, the upper limit value, the lower limit value, the reference range, the sampling interval, etc. have already been set.
電源オンにより、磁界検出部22で検出する外部磁界の磁界強度Taが、基準範囲の上限値の磁界強度Timaxと下限値の磁界強度Timinとの間、すなわち基準範囲内にあるか判定する(ステップ1)。この判定は、一定間隔でループしており、したがって、動作中は磁界検出部22の出力も例えば数十msec以下の一定間隔でサンプリングしている。
When the power is turned on, it is determined whether the magnetic field strength Ta of the external magnetic field detected by the magnetic
そして、磁界検出部22で検出する外部磁界の磁界強度Taが、基準範囲の上限値の磁界強度Timaxを超えた場合には(ステップ2)、これら外部磁界の磁界強度Taと基準値の磁界強度Timaxとの磁界強度の差分Tbを求め(ステップ3)、その磁界強度の差分Tbを打ち消すのに必要な逆磁界をコイル23で発生させるための電気信号(電圧か電流)Eを求め、求めた電気信号Eをコイル23に出力するように電源部24を制御する(ステップ4)。この電気信号Eは、E=Tb×Aの式によって求められ、Aは単位磁界を補正するのに必要な電気信号である。
When the magnetic field strength Ta of the external magnetic field detected by the magnetic
一方、磁界検出部22で検出する外部磁界の磁界強度Taが、基準範囲の下限値の磁界強度Timinを超えた場合には、これら外部磁界の磁界強度Taと基準値の磁界強度Timinとの磁界強度の差分Tbを求め(ステップ5)、その磁界強度の差分Tbを打ち消すのに必要な逆磁界をコイル23で発生させるための電気信号(電圧か電流)Eを求め、求めた電気信号Eをコイル23に出力するように電源部24を制御する(ステップ6)。
On the other hand, when the magnetic field strength Ta of the external magnetic field detected by the
このようにして求めた電気信号Eをコイル23に出力するように電源部24を制御した後、予め設定された時間が経過するのを待つ(ステップ7)。この予め設定された時間は、電源部24およびコイル23の時定数から決定され、磁界強度の差分Tbを打ち消すのに必要な逆磁界をコイル23で発生させるために実際の補正動作が安定するまでの時間であるが、一般に数十msecで安定する。
After the
このとき、制御部25では、磁界検出部22で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、基準範囲内に戻すように電源部24の制御を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に磁界検出部22で検出された外部磁界に基づく補正動作を規制し、短時間ループ内での補正の繰り返しによるハンチングの発生を防止する。
At this time, the
予め設定された時間が経過したら、補正結果を確認する(ステップ8)。補正結果の確認により、磁界検出部22で検出する外部磁界の磁界強度Taが基準範囲内に入れば補正が完了し、電源オフされたか確認する(ステップ9)。また、補正が不十分であったり、あるいは補正し過ぎた場合は、さらにその差分を同様の制御で補正する。
When a preset time has elapsed, the correction result is confirmed (step 8). By checking the correction result, if the magnetic field strength Ta of the external magnetic field detected by the magnetic
このように、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正するが、検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲内で変動するときには外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正しないため、常にフィードバック制御する場合に比べて、ハンチングの発生を防止でき、外部磁界の変動を短時間で基準範囲内に収束させることができる。 As described above, when the detected external magnetic field fluctuates beyond the preset reference range of the magnetic field strength, the generation of the magnetic field that cancels the external magnetic field is corrected so as to return to the reference range. Since the generation of a magnetic field that cancels the external magnetic field is not corrected when it fluctuates within a preset reference range of magnetic field strength, hunting can be prevented and fluctuations in the external magnetic field can be reduced compared to the case where feedback control is always performed. It can be converged within the reference range in time.
11 X線イメージ管
21 歪補正装置
22 磁界検出部
23 磁界発生部としてのコイル
24 電源部
25 制御部
11 X-ray image tube
21 Distortion correction device
22 Magnetic field detector
23 Coil as magnetic field generator
24 Power supply
25 Control unit
Claims (4)
検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正し、
検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、基準範囲内に戻すように外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に検出した外部磁界に基づく補正動作を規制し、
検出した外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲内で変動するときには外部磁界を打ち消す磁界の発生を補正しない
ことを特徴とするX線イメージ管の歪補正方法。 An X-ray image tube distortion correction method for detecting an external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside and generating a magnetic field that cancels the external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside,
When the detected external magnetic field fluctuates beyond a preset magnetic field strength reference range, the generation of a magnetic field that cancels the external magnetic field is corrected so as to return to the reference range,
After the detected external magnetic field fluctuates beyond a preset reference range of magnetic field strength, a preset time elapses after correcting the generation of the magnetic field that cancels the external magnetic field so that it returns to the reference range In the meantime, the correction operation based on the external magnetic field detected during that time is regulated,
A distortion correction method for an X-ray image tube, characterized in that generation of a magnetic field that cancels out an external magnetic field is not corrected when the detected external magnetic field fluctuates within a preset reference range of magnetic field strength.
ことを特徴とする請求項1記載のX線イメージ管の歪補正方法。 The reference range of the strength of the magnetic field is a range in which an upper limit value and a lower limit value are set with a detection value in a state where no magnetic field enters the X-ray image tube from the outside as a reference value. The distortion correction method of the X-ray image tube of description .
前記X線イメージ管に外部から侵入する外部磁界を打ち消す磁界を発生する磁界発生部と、
この磁界発生部を駆動して磁界を発生させる電源部と、
この電源部を制御し、前記磁界検出部で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときには基準範囲内に戻すように前記電源部の制御を補正し、基準範囲内で変動するときには前記電源部の制御を補正しない制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記磁界検出部で検出する外部磁界が予め設定された磁界の強さの基準範囲を超えて変動したときから、前記基準範囲内に戻すように前記電源部の制御を補正した後に、予め設定された時間が経過するまでの間、その間に前記磁界検出部で検出された外部磁界に基づく補正動作を規制する
ことを特徴とするX線イメージ管の歪補正装置。 A magnetic field detector that detects an external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside;
A magnetic field generator for generating a magnetic field that cancels an external magnetic field that enters the X-ray image tube from the outside;
A power supply unit that drives the magnetic field generation unit to generate a magnetic field;
Control the power supply unit, and when the external magnetic field detected by the magnetic field detection unit fluctuates beyond a preset magnetic field strength reference range, correct the control of the power supply unit to return to within the reference range, A control unit that does not correct the control of the power supply unit when it fluctuates within a reference range ,
The control unit corrects the control of the power supply unit so that the external magnetic field detected by the magnetic field detection unit fluctuates beyond a preset magnetic field strength reference range and then returns to the reference range. An X-ray image tube distortion correction apparatus , wherein a correction operation based on an external magnetic field detected by the magnetic field detection unit is regulated until a preset time elapses later .
ことを特徴とする請求項3記載のX線イメージ管の歪補正装置。 The reference range of the magnetic field strength is a range in which an upper limit value and a lower limit value are set with a detection value of the magnetic field detection unit in a state where an external magnetic field does not enter the X-ray image tube as a reference value. The distortion correction apparatus for an X-ray image tube according to claim 3 .
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