JPH01228278A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水平行と垂直列との撮像素子を有するマ）　
ＩＪソックス、各列の撮像素子に関連の少くとも１つの
垂直シフトレジスターと、像情報を列方向に時間−遅延
−積分モート９で転送するために。

撮像素子のマトリックスと垂直シフトレジスターとにク
ロック信号を供給する手段と、像情報を読出して転送す
るために垂直シフトレジスターの終端の付近に配設され
た少くとも１つの水平シフトレジスターと、を備えた撮
像装置に関する。

〔従来の技術〕

放射線写真法において、−直線上に配置された多数の撮
像素子から成る撮像装置に被検体を経て扁平なファン形
のＸ線放射ビームを指向けることは、米国特許第４１７
９１００号によって合邦となっている。この場合、各々
の撮像素子は、被瑛体の対応部分を経て伝えられた放射
線を、所望ならば後処理の後に受ける。この後処理とし
ては、撮像装置によって検出される前の放射線をνりえ
ばＸ線検出器中において可視光線に変換することが含ま
れる。寸法が例えば０．ＩＸｏ、１ｍｍの一直線上に配
された多数の撮像素子から成る撮像装置の場合には、各
々の撮像素子のための露出時間は、被検体の通常の走査
速度に対して非常に短かい。その結果として、形成され
た像の信号対ノイズ比は非常に低いか、又は、この比を
高くするために。

Ｘ線源の負荷を不所望な高いレベルまで高めねばならな
い。しかし、比較的低いＸ線源の負荷に対して容認可能
な信号対ノイズ比を得るには、１撮像素子の大きさに等
しい厚みしかもたないファン形のビームによって可能と
なる以上に効率的にＸ線源を使用することが必要となる
。

行及び列の撮像素子を含むマトリックスを備えた撮像装
置を使用し、これらの素子の電荷が、成る撮像素子にお
いて、成る期間中に、この期間の間該素子が受けた放射
の結果として形成され、これが読出し期間の間に隣接す
る関連した垂直シフトレジスターに転送されるようにす
ることは、米国特許第４３８３３２７号により公知とな
っている。これは、各行の全部の撮像素子について、そ
の読出し期間の間に生ずる。被検体と撮像装置との間の
相対運動はまた１次々の期間の合い間に行なわれるため
、被検体の同一の部分は１次の期間中に次の行の撮像素
子に撮像される。シフトレジスターの電荷は進むので、
このようにして１次々の期間内に１列中の次々の撮像素
子によって関係するシフトレジスターにおいて電荷が累
積される。

累積される電荷は１次々の期間中に被検体の成る特定の
部分（像点）を経て伝えられる電荷の和である。

この走査方法は１時間遅延積分又はＴＤＩ（Ｔｉｍｅ　
Ｄｅｌａｙ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれ、Ｘ線
放射による被検体の検査に使用するのに特に適している
ように思われる。各々の撮像素子自体は受けた放射線に
依存して非常に少量の電荷を発生させるに過ぎないにも
拘らず、十分に実用可能な像を形成することができる。

ＴＤ工原理の一般的な説明については、米国特許第４３
８３３２７号を参照さ入たい。

２つの異なった高電圧匝例えば７０　ｋＶｐ　　と１３
０　ｋＶｐ　　をＸ線源に交互に供給することによって
、いわゆる複式エネルギーＸ線像を発生し。

それぞれの高電圧値が異なったエネルギー中心点（屡々
異なった硬さと呼ばれる）をもったＸ線スペクトルを発
生させることは、クーマン（Ｊ。

Ｃｏｕｍａｎ、ｑ）等の論文「コンピューターによる複
式エネルギー形像とその技術的説明」、メテイカムンデ
ィ（Ｍｅｄｉｃａｍｕｎｄｉ）　、第２７冊、第３号（
１９８２）によって公知となっている。第１のエネルギ
ー中心点をもったＸ１３％放射と第２のエネルギー中心
点をもったＸ線放射とを次々に被検体に照射することに
よって、得たＸ線像を−ｊえばコンピューターによって
処理して１人体中の骨は形像されず、そして、例えば肋
骨の後方のある組織部分を形像することが可能となる結
果として１組織をより明瞭にすることができる。これは
１例えば人体中のいろいろの異なった物質が、硬さの異
なったＸ線に対して異なった吸収をもつという事実に基
づいている。

Ｘ線源の供給電圧を切換えることによって異なったＸ線
放射エネルギーを得ることに加えて、Ｘ線源から放射さ
れたＸｉビームをそれが照射すべき被検体に到達する前
にＦ波することによって。

単一の供給電圧源によって、駆動されるＸ線源から。

異なった放射エネルギーを得ることもできる。このろ波
をオプションで交互に生じさせることによって、第１放
射エネルギーと第２放射エネルギーとを交互に備えたＸ
線ビームを得ることができる。

〔発明の要約〕

本発明の目的は、２つのＸｉ放射エネルギーによって同
時に得られるＸ線像を処理するのに適した。前述のＴＤ
Ｉ原理に従って作動する撮像装置を提供することにある
。

この目的のために１本発明が提供する冒頭に述べた形式
の撮像装置において、２つの垂直シフトレジスターが撮
像素子の各列に関係付けられ、そして常に前記情報を前
記撮像素子から、第１期間の間は、各列に関連した第１
垂直シフトレジスターに、また第２期間の間は、各列に
関連した第２垂直シフトレジスターに、それぞれ転送す
る手段が設けられている。

本発明の好ましい実殉態様によれば、像情報を読出し転
送するために２つの水平シフトレジスターが設けられ、
その内の第１の水平シフトレジスターは、各列の撮像素
子に関連した第１シフトレジスターから情報を常に受け
、その第２の水平シフトレジスターは、各列の撮像素子
に関連した第２シフトレジスターから情報を常に受ける
ようになっている。

本発明は、異なったＸ線放射エネルギーによって得られ
た２つのＸ線像を同時に処理することに特に適合してい
るが１本発明は、放射線写真法のみには限定されない。

本発明は、異なったスペクトル領域で像が交互に得られ
、これらの像がＴＤＩモードで走査されるような、全て
の場合に適用することができる。なお、これらの異なっ
たスペクトル領域は、Ｘ線域にあっても、可視光域又は
赤外域にあってもよい。別々のスペクトル領域への分離
は、これらの場合１例えばＰ波によって、可視光又は赤
外線の帯域内で生じさせろことができる。

次に本発明の好ましい実症例を図面に基づいて詳細に説
明する。

〔実施例〕

撮像装置は１ｍ行（２ａ−２ｍ）の撮像素子とｎ列（ｌ
ａ−１ｎ）の撮像素子とを備えている。

従って撮像装置は、（ｍＸｎ）個の撮像素子から成って
いる。以下に説明する本発明の基礎となる認識を明瞭に
するために、１列内の２つの隣接する撮像素子の間の距
離と１撮像素子の高さとの和はＳ、撮像素子の１列の全
高はｈとする。

従って、１列中にｍ個の撮像素子があると、ｈ−ｍ　、
ａ　Ｓである。走査速度即ち撮像装置と被照射体との速
度差をＶとすれば、ＴＤ工原理による被照射体の形像は
、クロック信号の周波数ｆｒＤ工＝Ｖ／ｓ＝ｍｖ／ｈで
あれば、正確となる。この場合。

多相タロツクの既知の使用がそれ自体としてより高い周
波数を意味していることは考えていないが。

これは本発明の理解にとって肝要ではない。

被照射体は、２つの放射エネルギーをもったＸ線像を得
るために、硬Ｘ線放射と軟Ｘ線放射とによって交互に照
射される。これは繰返し同波数ｆｈｚ−ｋｖ／ｈ　（ｋ
＝　１．２．３−−−　）において生じる。硬照射と軟
照射とが期間ｈ／ｋｖの間に等しい時間存在していれば
、被照射体の各々の像点は、１列中の半数（ｍ／２　）
　　の撮像素子上に硬Ｘ線照射によって、同じ列の残り
の半数の撮像素子上に軟Ｘ線照射によって、それぞれ撮
像される。

期間ｈ／ｋｖＯ間の不同の時間の開破Ｘ線放射と軟Ｘ線
放射とが各々存在していれば、被照射体の各々の像点は
、１列中の撮像素子数の半分よりも多いか又は少ない数
の素子上に硬Ｘ線放射によって、また同じ列中の撮像素
子数の半分よりも少ないか又は多い数の素子上に軟Ｘ線
放射によって、それぞれ撮像される。これはもちろんｎ
列の全ての対応する撮像素子についても同様である。ク
ロンク周波数とＸ線放射の硬さの妹返し周波数との間に
は、一定の関係ｆｈＺ／ｆＴＤＩ＝に／ｍが存在する。

例えばｍ＝６４．ｓ＝ｏ、１朋、ｖ＝４００朋／Ｓであ
れば、ｆＴＤＩ−４ｋｔ（ｚが成立ち、ｋ＝１であれば
ｆｈｚ＝　６２．５　Ｈｚである。

本発明によれば、撮像素子の各列に隣接して、各々の場
合に第１の垂直シフトレジスター３ａ−３ｎと、各々の
場合に、第２の垂直シフトレジスター４ａ−４ｎとがあ
る。クロック信号は、垂直方向に像情報を転送するため
に周知のようにバス５を経てシフトレジスター３ａ−３
ｎ、４ａ−，４ｎに供給され、この像情報は、関係する
列の撮像素子から、各々のシフトレジスターによって受
けられる。

特定の列例えば列ｌａ中のｍ個の撮像素子の各々は、２
つの抗出しポート電極（図示しない）の制御下に、第１
又は第２の関係したシフトレジスター３ａ又は４ａのい
ずれかに結合されることができる。これらのゲート電極
は、１つの撮像素子から１つのシフトレジスターへ任意
に電荷を転送するために、バス５を経てクロック信号を
受ける。

しかしその他に、２つのＸ線放射エネルギーの切換えを
行なうための交番周波数と同期して作動するクロック信
号が供給され、このクロック信号は、全ての撮像素子の
読出しゲート電極も制御する。

このように、全ての撮像素子からの像情報は。

硬Ｘ線照射期間中に１例えばそれぞれのシフトレジスタ
ー３ａ−３ｎに転送でき、また全ての撮像素子からの像
情報は、軟Ｘ線照射期間中に、それぞれのシフトレジス
ター４ａ−４ｎに転送できる。

従って、撮像素子列１ａ−Ｉｎと、これに関係する垂直
シフトレジスター３ａ−３ｎ、４ａ−４ｎとの間の図中
矢印で表わした状態は、被照射体の像点の１行について
単一のＴＤエサイクルの間に生ずる。被照射体のこの行
の像点が硬Ｘ線照射を受ける間に、像情報は、シフトレ
ジスター３ａ−３ｎに転送され、この同じ行の像要素が
軟Ｘ線照射を受ける開に、像情報は、シフトレジスター
４ａ−４ｎに転送される。

従って、ＴＤＩサイクルの終りにおいて、被照射体の１
行の像点の硬及び軟Ｘ線像の像情報は。

それぞれシフトレジスター３ａ−３ｎ、４ａ−４ｎの末
端において利用可能となる。この情報から、その目的に
適したアナログ回路によって、６対の垂直シフトレジス
ター３．４の、おそらくは加重された差を、撮像装置の
チップ上において直接定めることができ、各列からのこ
の差信号は。

単一の水平シフトレジスター上において読出し。

更に処理するために、出力端子に転送することができる
。

しかし、好ましくは、２個の水平シフトレジスター６．
７を図示したように使用し、これにバス８を介してクロ
ックパルス信号全供給する。シフトレジスター７は常に
垂直シフトレジスター３ａ−３ｎに接続され、シフトレ
ジスター６は、垂直シフトレジスター４ａ−４ｎに接続
されている。

このように、被照射体の軟及び硬Ｘ線像の情報は。

それぞれシフトレジスター６．７の出力端子９゜１０に
てライン毎に常に利用可能となり、この情報は、所望な
らばデジタル形に変換する前に、撮像装置のチップ上で
又は撮像装置外において更に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、ＴＤＩ原理に基づいて作動するようにした本発明
による撮像装置の概略平面図である。 １ａ−１ｎ・・・撮像素子の列。 ２ａ−２ｍ・・・撮像素子の行。 ３ａ−３ｎ、４ａ−４ｎ・・・垂直シフトレジスター、
６．７・・・水平シフトレジスター。 （外４名〕

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平行と垂直列との撮像素子を有するマトリック
   スと、各列の撮像素子に関係した少くとも１つの垂直シ
   フトレジスターと、像情報を列方向に時間−遅延−積分
   モードで転送するために撮像素子の前記マトリックスと
   前記垂直シフトレジスターとにクロック信号を供給する
   手段と、前記像情報を読出して転送するために前記垂直
   シフトレジスターの終端の付近に配設された少くとも１
   つの水平シフトレジスターと、を備えた撮像装置であっ
   て、２つの垂直シフトレジスターが撮像素子の各列に関
   係させられ、また前記情報を前記撮像素子から、第１期
   間の間は、各列に関係した第１垂直シフトレジスターに
   、また第２期間の間は、各列に関係した第２垂直シフト
   レジスターに転送する手段が設けられたこと、を特徴と
   する撮像装置。
2. （２）前記像情報を読出し転送するために２つの水平シ
   フトレジスターが設けられ、その第１の水平シフトレジ
   スターは、各列の撮像素子に関係した前記第１シフトレ
   ジスターから情報を受け、その第２の水平シフトレジス
   ターは、各列の撮像素子に関係した前記第２シフトレジ
   スターから情報を受けること、を特徴とする請求項第１
   項記載の撮像装置。
3. （３）前記列の一端の近くに前記２つの水平シフトレジ
   スターを配したこと、を特徴とする請求項第２項記載の
   撮像装置。
4. （４）時間−遅延−積分モードの像情報転送の繰返し周
   波数ｆＴＤＩと、像情報が前記第１又は前記第２のシフ
   トレジスターに転送される周波数ｆｈｚとの比が、式ｆ
   ｈｚ／ｆＴＤＩ＝ｋ／ｍで与えられ、ここにｋは、１、
   ２、３…、ｍは、列中の撮像素子数であること、を特徴
   とする請求項第１−３項のいずれか１項記載の撮像装置
   。
5. （５）Ｘ線放射源と、該Ｘ線放射源によって放射される
   Ｘ線放射ビームに第１又は第２のスペクトル中心点を周
   期的に与える手段と、被検体によって伝えられるＸ線放
   射を検出する検出手段と、を備えた、被検体のＸ線像を
   形成する装置であって、前記検出手段が、請求項第１−
   ４項のいずれか１項記載の撮像装置を含むこと、を特徴
   とするＸ線像形成装置。