JP5483903B2

JP5483903B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP5483903B2
Application number: JP2009047854A
Authority: JP
Inventors: 健介小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-03-02
Also published as: US20100220838A1; US8851751B2; US8485726B2; JP2010200882A; US20130279662A1

Description

本発明は、可搬型の電子カセッテとこの電子カセッテを支持する架台から構成されるＸ線撮影装置に関するものである。

近年、医療又は産業の分野においては、被写体にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線の強度分布を検出することにより、被写体のＸ線画像を得るＸ線撮影が広く行われている。

Ｘ線画像を得る方法としては、例えばＸ線に感度を有する希土類蛍光体が発する可視光を感光性フィルムで捕捉し、その感光性フィルムを化学的に現像することにより可視化するフィルム・スクリーン法がある。

更に、その後の技術革新によって様々な構成のものが提案されており、その１つとして、上述のフィルム・スクリーン法における可視化方法にデジタル技術を取り入れたＣＲ（Computed Radiography）がある。この方法は、一旦蛍光体に蓄積した潜像をレーザー光等で励起し、光電的に読み出すことにより可視像として記録するものであるが、撮影部とは別に画像読取プロセスや装置を必要とする。

また、半導体プロセス技術の進歩により、微小な光電変換素子とスイッチング素子から成る画素を格子状に配置した平面センサを用いたＦＰＤ（Flat Panel Detector）が開発されている。このＦＰＤの利点としては、従来の感光性フィルムと比較すると、非常に広いダイナミックレンジを有するため、Ｘ線露光量が変動しても安定したＸ線画像が得られたり、化学処理が不要なためＸ線画像を即時に得られることが挙げられる。

Ｘ線撮影装置は使用環境によって、一般撮影室等の所定の場所に設置される据置型と、自由に運搬できる可搬型のカセッテに大別される。ＦＰＤにも可搬型の電子カセッテがあるが、従来のフィルムカセッテと同様に、薄型・軽量で、種々の架台に搭載して複数の撮影環境に兼用できる自由度が求められている。

一般に電子カセッテは、Ｘ線画像を取得し出力するプロセスにおいて半導体センサを用いているため、常に半導体センサを含め関連するモジュールに電力を供給する必要があり、外部からの給電及び制御するためのケーブルを有している。

しかし、ケーブルの処理が煩雑で電子カセッテの取り回しに支障をきたし、上述したフィルムカセッテと同等の自由度を確保することは困難である。そこで、近年では、ケーブルを廃止して電力を供給するバッテリを内蔵し、撮影系制御部との通信は無線を用いるワイヤレス電子カセッテが提案されている。

しかしながら、電力をバッテリに依存する電子カセッテにおいては、バッテリの蓄電量により使用可能時間が制限されてしまう問題を有している。そのため、頻繁にバッテリを交換したり、外部給電機器と接続して頻繁に充電することが必要となり、電子カセッテを多種多様な撮影へ適用したいという要求に対応し難い。

従って、撮影が連続して長時間・複数枚に及ぶ場合には、撮影部に外部から給電しながら撮影できる構成であることが望ましい。

特許文献１においては、撮影部にケーブル接続有無の検知結果によって、バッテリ又は外部電源の給電経路や、有線又は無線の通信方位を制御するシステムが開示されている。

また、外部からの給電のため電極を外装表面に備えた撮影部においては、姿勢が固定されたホルダに給電機構を設けることにより、撮影部を給電機構の位置に合わせた方向に装着することが容易にできる。

特開２００５−６９７９号公報

しかし、上述のような多種多様な撮影へ適用することを考慮すると、架台に装着した状態で撮影する場合には、常に特定の方向に配置するとは限らない。つまり、任意の位置や方向に移動させることができれば、撮影の適用範囲が格段に広がり、例えば矩形の撮像範囲を有する撮影部ならば、対角線方向を撮像範囲の長手方向に一致させることで、１回の撮影により幅広い範囲の撮影が可能となる。

また、電極に物理的な接触による通電方式を採用した場合には、装着方向に合わせて複数組の電極を設けると、装着方向によっては給電手段の電極と接触せず、露出してしまう電極が現れ、安全性の問題が生ずる。そのため、電極数は撮影部、架台の給電機構双方において最小限とすることが望ましい。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、撮影部を架台に固定した際に、その撮像面に平行な面内で任意の位置や回転方向であっても、常に給電しながら撮影可能なＸ線撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線撮影装置は、撮像面の反対の面である背面に設けられた第一の給電機構を介して外部から給電を受ける撮影部と、
前記第一の給電機構を介して前記撮像部に給電する第二の給電機構を備える架台と、
前記架台に設けられたホルダであって、前記第一の給電機構と前記第二の給電機構の位置が合致するように前記撮影部を保持するホルダと、
前記第一の給電機構に前記第二の給電機構から給電できる範囲で、前記第二の給電機構に対して前記第一の給電機構が前記撮影部の撮像面に平行な平面内の任意の位置への並進及び／又は前記撮像面に垂直な軸に対する任意角度の回転をするように前記ホルダを移動する移動手段と、
前記第一の給電機構と前記第二の給電機構を介して前記撮影部への給電をする給電手段と、
を有することを特徴とする。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、撮影部の撮像面に平行な平面内の任意の位置や撮像面に平行な平面上を任意に並進させることにより、撮影部へ給電しながら撮像位置の微調整や長尺撮影、パノラマ撮影等の様々な撮影を容易に行うことができる。

また、Ｘ線の照射軸を撮影部の撮像範囲中心に一致させた上で、撮像範囲中心を中心に任意角度だけ回転できれば、被写体の長手方向に合わせた撮像範囲の回転調整を、撮影部へ給電しながら、かつＸ線の照射軸と撮像範囲中心をずらすことなく行うことができる。即ち、１回の撮影系セッティング及びＸ線照射で、撮像範囲を最大限に利用した幅広い範囲の撮影が可能になる。

実施例１の架台の斜視図である。実施例１の撮影部の正面図である。実施例１の撮影部の背面図である。実施例１のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例２の架台の斜視図である。実施例２の撮影部の背面図である。実施例２のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例２のホルダに撮影部を取り付け回転させた状態の説明図である。実施例３の撮影部の背面図である。実施例３のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例３のホルダに撮影部を取り付け回転させた状態の説明図である。実施例４の撮影部の背面図である。実施例４のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例４のホルダに撮影部を取り付け回転させた状態の説明図である。実施例５の撮影部の背面図である。実施例５のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例５のホルダに撮影部を取り付け回転させた状態の説明図である。実施例６の架台の斜視図である。実施例６の架台に撮影部を取り付けた状態の斜視図である。実施例７のホルダの断面図である。実施例７のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例７の撮影部の背面図である。実施例７のホルダの正面図である。実施例８のホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図である。実施例８の架台に撮影部を取り付けた状態の斜視図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は撮影部を保持する架台の斜視図であり、架台１１において、支持板１２上に支柱１３が立設されている。支柱１３には、円柱状の２個の電極構成部材１４ａ、１４ｂが設けられており、ワイヤレス電子カセッテである撮影部１５を保持するホルダ１６が、支柱１３に対し移動自在に設けられている。ホルダ１６は長孔１６ａ、１６ｂを介して電極構成部材１４ａ、１４ｂに水平方向に並進可能に取り付けられている。

図２は撮影部１５の正面図、図３は撮影部１５の背面図をそれぞれ示し、撮影部１５は矩形状のＸ線放射面１５ａを有し、その対角線は長手辺から角度θだけ傾斜している。また、撮影部１５の上端には握持部１５ｂが設けられていると共に、撮影部１５の背面には給電機構として、互いに距離ｄだけ離れた平行な線状電極１５ｃ、１５ｄが設けられている。これらの線状電極１５ｃ、１５ｄには架台１１を介して外部から給電可能とされ、図示しない内蔵するバッテリに蓄電するようにしている。

また、図４は架台１１のホルダ１６に撮影部１５を取り付けた状態を示し、電極構成部材１４ａ、１４ｂの中央部には、撮影部１５の線状電極１５ｃ、１５ｄに対応して接触する点電極１７ａ、１７ｂが設けられている。

そして、撮影部１５とホルダ１６が一体となって並進する場合には、線状電極１５ｃ、１５ｄと点電極１７ａ、１７ｂの接触状態がそれぞれ維持されたまま給電機構同士による給電がなされる。これにより、撮影部１５をホルダ１６と共に、撮像面に平行な平面内を長孔１６ａ、１６ｂの長手方向に任意距離だけ並進させることができる。なお、撮影部１５を長手方向を利用した長尺撮影やステレオ撮影等の一般撮影とは異なる撮影を容易に行うこともできる。

なお、撮影部１５及びホルダ１６の電極の配置を９０°回転させると、撮像範囲を短手方向に並進させることができることは云うまでもない。

図５は実施例２の架台の斜視図、図６は撮影部の背面図、図７はホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図を示している。なお、実施例１と同一の部材には同一の符号を付している。

架台１１の支柱１３にホルダ２１が設けられるホルダ２１の中央部に穿けられた丸孔２２によりホルダ２１が回転自在にその位置を変化できるようにされている。支柱１３には電極構成部材２３が縦方向に取り付けられ、丸孔２２から露出されている。この電極構成部材２３には距離ｒだけ離れた点電極２４ａ、２４ｂが設けられている。

撮影部２５の背面には、回転中心と一致した点に点電極２５ａが形成されていると共に、この点電極２５ａを中心とする半径ｒの位置にリング状電極２５ｂが形成されている。

撮影部２５は架台１１のホルダ２１に固定された後に、ホルダ２１と共に撮像面に垂直な軸に対して任意角度だけ回転させることができる。例えば、撮影部２５を正立方向から角度θだけ反時計回りに回転させれば、撮像範囲の対角線が水平方向に向き、長手辺には収まり切らない被写体も、対角線に収まれば１回で撮影することができ、作業効率を向上させることができる。

撮影部２５とホルダ２１が一体となって回転すると、点電極２５ｂの軌道に合わせてリング状電極２５ｂが設けられているので、図８に示すように中心の点電極２５ａと点電極２４ａの接触は勿論、リング状電極２５ｂと点電極２４ｂの接触も維持される。この場合に、異なる対の電極同士が重複したり交差することはない。

本実施例２におけるＸ線撮影装置の撮影部２５及びホルダ２１の電極は、３個の点電極２４ａ、２４ｂ、２５ａ及び１個のリング状電極２５ｂから成り、単純な形状の部品で構成することができる。

図９は本実施例３における撮影部の背面図、図１０はホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図を示している。本実施例３は実施例２に対して、撮影部とホルダで構成する電極を入れ換えている。

即ち、撮影部３１の背面の中心に点電極３１ａが設けられ、点電極３１ａから距離ｒ離れた位置に点電極３１ｂが設けられている。また、支柱に回転自在とされたホルダ３２の中央部には丸孔３３が穿けられ、この丸孔３３を介して支柱１３に電極構成部材３４が設けられている。この電極構成部材３４は回転中心に設けられた点電極３５ａと、回転中心から距離ｒだけ離れた位置にリング状電極３５ｂとから成っている。

そして、図１１に示すように、撮影部３１はホルダ３２に固定後の回転時には、点電極３１ａと点電極３５ａ、点電極３１ｂとリング状電極３５ｂの接触がそれぞれ維持される。

Ｘ線撮影装置全体で得られる効果は実施例２と同様であるが、撮影部３１で露出する電極の面積を実施例２と比較して小さくすることができ、撮影部３１を持ち歩く際に、電極が異物に接触する可能性を低減できる。

図１２は本実施例４における撮影部の背面図、図１３はホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図を示している。

撮影部４１の背面には、回転中心Ｓを中心とする半径ｒ１、ｒ２の位置にリング状電極４１ａ、４１ｂがそれぞれ設けられている。一方、図示しない架台の支柱には電極構成部材４２が設けられている。この電極構成部材４２には、ホルダ３２の回転中心Ｓから距離ｒ１、ｒ２離れた位置に点電極４２ａ、４２ｂが設けられている。撮影部４１とホルダ３２が一体となって回転した場合でも、図１４に示すように回転中心Ｓに位置するリング状電極４１ａ、４１ｂと点電極４２ａ、４２ｂとの接触がそれぞれ維持される。

本実施例４におけるＸ線撮影装置においては、実施例２、３のような回転が可能で、撮影部４１には２つのリング状電極４１ａ、４１ｂを、ホルダ３２には２つの点電極４２ａ、４２ｂを設ければよく、部品形状を統一することができる。

図１５は実施例５における撮影部の背面図、図１６はホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図を示している。本実施例５は実施例４に対して、撮影部とホルダで構成する電極を入れ換えている。

本実施例５の撮影部５１の背面には回転中心Ｓから距離ｒ１離れた位置に点電極５１ａ、距離ｒ２離れた位置に点電極５１ｂが設けられている。一方、図示しない支柱には電極構成部材５２が設けられ、この電極構成部材５２には、回転中心Ｓから距離ｒ１離れた位置にリング状電極５２ａ、距離ｒ２離れた位置にリング状電極５２ｂが配置されている。

図１７に示すように、ホルダ３２に撮影部５１を固定後の回転時には、点電極５１ａ、５１ｂとリング状電極５２ａ、５２ｂの接触がそれぞれ維持される。

Ｘ線撮影装置全体で得られる効果は実施例４と同様であるが、撮影部５１で露出する電極の面積を実施例４の場合と比較して小さくすることができ、撮影部５１を持ち歩く際に電極が接触する可能性を低減することができる。

図１８は実施例６における架台の斜視図を示している。ただし、撮影部及びホルダの図示は省略している。

本実施例６の電極構成部材６１は基板６２を介して支柱１３に取り付けられ、基板６２は矢印方向に示すように上下左右、回転方向に移動可能とされている。

図１９は基板６２にホルダ６３を固定し、ホルダ６３に撮影部６４を取り付けた状態の架台１１の斜視図を示している。撮影部６４を取り付けたホルダ６３は、撮像面と平行な平面上を任意方向に移動できると共に、回転可能とされている。

これにより、撮影部６４を任意角度だけ回転させ、撮像範囲の中心がＸ線の照射軸からずれた場合には、撮影部６４を並進してずれを解消することにより、Ｘ線の照射むらの少ない画像を得ることができる。また、回転させずとも並進のみの移動も可能であり、長尺撮影やステレオ撮影等一般撮影以外の撮影も実現可能である。

図２０は実施例７におけるホルダの断面図、図２１はホルダに撮影部を取り付けた状態の説明図を示している。ホルダ７１の図示しない架台側には、並進用ガイド７２が設けられ、支持部材７３と組み合わされている。

支持部材７３は軸対称形状をしており、並進用ガイド７２上の任意の位置に位置決めして、撮影部７４を回転させることができる。

本実施例７における撮影部７４は回転だけでなく並進もできることにより、回転時にＸ線の照射軸が撮像範囲の中心からずれた場合に、このずれを解消するために撮影部７４の位置を微調整することができる。

図２２は撮影部７４の背面図を示し、撮影部７４には間隔をおいて点電極７４ａ、７４ｂが設けられている。図２３に示すように、ホルダ７１は電極構成部材と一体に設けられており、点電極７５ａ、７５ｂが設けられている。

この実施例７においては、回転しても撮影部７４の点電極７４ａ、７４ｂとホルダ７１の点電極７５ａ、７５ｂが相対的にずれることがない。これにより、ホルダ７１と電極構成部材とが別体である場合に問題となる度重なる摺動による電極磨耗等の信頼性低下を回避することができる。

この場合に、撮影部７４、ホルダ７１の点電極同士がそれぞれ合致するように任意の場所に２個の点電極を設ければよく、部品構成を極めて単純化することができることも大きな利点である。

図２４は実施例８に係るホルダ８１に撮影部を取り付けた状態の説明図、図２５は撮影部及び架台の斜視図を示している。

回転軸の中心Ｏは撮像範囲中心とＸ線の投影位置が一致しており、給電機構は接点を用いずに電磁誘導による非接触方式とされている。

従って、撮像範囲中心にＸ線の照射軸Ｏが一致していれば、図２５に示すように撮影部８２はＸ線照射軸Ｏを中心に回転することになる。これにより、回転による撮像範囲の中心Ｓのずれが生ぜず、回転後の位置微調整を行う必要がないため、撮影の操作性向上につながる。

なお、ホルダ８１に回転機構に加えて並進機構を設けることで、撮影部８２を回転に併せて並進させることができることは云うまでもない。

１１架台
１２支持板
１３支柱
１４ａ、１４ｂ、２３、３４、４２、５２、６１電極構成部材
１５、２５、３１、４１、５１、６４、７４、８２撮影部
１５ａＸ線放射面
１５ｂ握持部
１５ｃ、１５ｄ線状電極
１６、２１、３２、６３、７１、８１ホルダ
１７ａ、１７ｂ、２４ａ、２４ｂ、２５ａ、３１ａ、３１ｂ、３５ａ、４２ａ、４２ｂ、５１ａ、５１ｂ、７４ａ、７４ｂ、７５ａ、７５ｂ点電極
２５ｂ、３５ｂ、４１ａ、４１ｂ、５２ａ、５２ｂリング電極
６２基板
７３支持部材

Claims

撮像面の反対の面である背面に設けられた第一の給電機構を介して外部から給電を受ける撮影部と、
前記第一の給電機構を介して前記撮像部に給電する第二の給電機構を備える架台と、
前記架台に設けられたホルダであって、前記第一の給電機構と前記第二の給電機構の位置が合致するように前記撮影部を保持するホルダと、
前記第一の給電機構に前記第二の給電機構から給電できる範囲で、前記第二の給電機構に対して前記第一の給電機構が前記撮影部の撮像面に平行な平面内の任意の位置への並進及び／又は前記撮像面に垂直な軸に対する任意角度の回転をするように前記ホルダを移動する移動手段と、
前記第一の給電機構と前記第二の給電機構を介して前記撮影部への給電をする給電手段と、
を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
前記第一の給電機構は所定形状の電極であり、前記第二の給電機構は前記電極に対応した形状の電極であり、
前記給電手段は前記電極同士を接触させた状態で給電することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記給電手段は電磁誘導を用いた非接触方式としたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記ホルダは前記第二の給電機構に対し、移動可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載のＸ線撮影装置。
前記ホルダの回転軸は前記撮影部の撮像範囲の中心を通ることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記撮影部及び前記ホルダのそれぞれの中心の前記給電機構は回転時に位置が変化せず、前記撮影部又は前記ホルダの前記給電機構は、前記ホルダ又は前記撮影部の前記給電機構が回転によって描く軌道に合わせた形状を有することを特徴とする請求項４に記載のＸ線撮影装置。
撮像面の反対の面である背面に設けられた第一の給電機構を介して外部から給電を受ける撮影部と、
前記第一の給電機構を介して前記撮像部に給電する第二の給電機構を固定する架台と、
前記架台に設けられたホルダであって、前記第一の給電機構と前記第二の給電機構の位置が合致するように前記撮影部を保持するホルダと、
前記第一の給電機構に前記第二の給電機構から給電できる範囲で、前記第二の給電機構に対して前記第一の給電機構が前記撮影部の撮像面に平行な平面内の任意の位置への並進及び／又は前記撮像面に垂直な軸に対する任意角度の回転をするように前記ホルダを移動する移動手段と、
前記第一の給電機構と前記第二の給電機構を介して前記撮影部への給電をする給電手段と、
を有し、
前記第一の給電機構は点形状の電極と点形状の廻りに第一の距離を隔てたリング状電極を有し、前記第二の給電機構は前記第一の距離を隔てた二つの点状電極を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
撮像面の反対の面である背面に設けられた第一の給電機構を介して外部から給電を受ける撮影部と、
前記第一の給電機構を介して前記撮像部に給電する第二の給電機構を固定する架台と、
前記架台に設けられたホルダであって、前記第一の給電機構と前記第二の給電機構の位置が合致するように前記撮影部を保持するホルダと、
前記第一の給電機構に前記第二の給電機構から給電できる範囲で、前記第二の給電機構に対して前記第一の給電機構が前記撮影部の撮像面に平行な平面内の任意の位置への並進及び／又は前記撮像面に垂直な軸に対する任意角度の回転をするように前記ホルダを移動する移動手段と、
前記第一の給電機構と前記第二の給電機構を介して前記撮影部への給電をする給電手段と、
を有し、
前記第二の給電機構は点形状の電極と点形状の廻りに第二の距離を隔てたリング状電極を有し、前記第一の給電機構は前記第二の距離を隔てた二つの点状電極を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
前記第一の給電機構は半径の異なるリング状電極を有し、
前記第二の給電機構は前記半径に対応した点形状の二つの電極を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記第二の給電機構は半径の異なるリング状電極を有し、
前記第一の給電機構は前記半径に対応した点形状の二つの電極を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
撮像面の反対の面である背面に設けられた線状の電極を介して外部から給電を受ける撮影部と、
前記線状の電極を介して前記撮像部に給電する点形状の電極を備える架台と、
前記架台に設けられたホルダであって、前記線状の電極と前記第点形状の電極が接触するように前記撮影部を保持するホルダと、
前記線状の電極と前記点形状の電極が接触する範囲で、前記点形状の電極に対して前記線状の電極が前記撮影部の撮像面に平行な平面内の任意の位置への並進及び／又は前記撮像面に垂直な軸に対する任意角度の回転をするように前記ホルダを移動する移動手段と、
前記線状の電極と前記点形状の電極を介して前記撮影部への給電をする給電手段と、
を有することを特徴とするＸ線撮影装置。