JPH02164345A

JPH02164345A - Ｘ線装置用口内検出器

Info

Publication number: JPH02164345A
Application number: JP1271899A
Authority: JP
Inventors: Giorgio Rizzo; ジョルジョ　リッツォ; Giuseppe Cilia; ジュゼッペ　チリア; Cesare Gadda; チェザーレ　ガッダ
Original assignee: Fiat SpA
Current assignee: Fiat SpA
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1990-06-25
Also published as: AU619602B2; US4987307A; EP0364863A1; CA2001102A1; AU4284089A

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〕本発明は口腔病学において使用されるＸ線装置用の口内
検出器に関する。

〔従来の技術〕

既知のごとく、最新のＸ線技術に基づく口内Ｘ線装置は
、外部供給源からのＸ線放射に応答する口内検出器また
は口内センサと、この口内検出器にケーブルを介して接
続される信号処理装置と、この信号処理装置に接続され
前記検出器が受は取ったＸ線画像を表示する装置とを備
える。

この種の放射線技術を向上させるべく研究が続けられて
いるが、口内Ｘ線装置において最も重要な要素は前記口
内検出器または口内センサである。

これは口内検出器が装置の機能に最も影響を及ぼすから
である。

口内Ｘ線装置において口内検出器以外の部分は患者の外
部にありＸ線源から離して配置できるため、自由に設計
することができる。ところが口内検出器は患者の口内の
複数の位置に収まるようにコンパクトに提供しなければ
ならない。

さらに口内検出器は処理装置に送られる画像信号の供給
源であるため、その解像力が弱ければ、処理装置は装置
自体がどれほど強力であっても適切な鮮明画像を提供で
きない。

また口内検出器は処理装置に信号を出力するだけでな（
、検出器自体でもその信号の一部を処理し、次にそれを
ケーブルを介して処理装置に送信する。このケーブルは
患者に不都合とならぬよう細長いものである。

口内検出器または口内センサの応答性には、Ｘ線源の放
射強度も関係する。そしてこの放射強度は、患者が幾枚
もの口内Ｘ線写真を取られることもありうることを考慮
して、患者に有害とならぬようできるだけ低くなければ
ならない。

最も広く使用されている既知の口内検出器は２つの要素
を使用する。すなわち、放射Ｘ線の少なくとも一部を可
視光に変換するためのシンチレーションスクリーンと、
このシンチレーションスクリーンからの出射光に応答し
それを電気信号に変換するＣＣＤセンサ（電荷結合素子
センサ）とを使用する。

ＣＣＤセンサは極めて高価であり、一般にそのサイズは
小さい。しかるにシンチレーションスクリーンは比較的
安価であり、放射を最影される口内領域の大きさに等し
いサイズを有さねばならない。

このため、シンチレーションスクリーンの広い表面積と
ＣＣＤセンサの小さい表面積とをいかに関係付けるかと
いう問題がある。

この問題を解決するため、シンチレーションスクリーン
からの光ヒームを集束性ファイバ光学系によってＣＣＤ
センサに案内する方法が従来から知られている。

この従来方法によると、前記ファイバ光学系をテーバ状
にし、シンチレーションスクリーンと接触する一端の断
面積を大きくし、ＣＣＤセンサと接触する他端の断面積
を小さくする。

しかしながらこの方法は多くの点で充分といえない。

まず第１に、テーパ状のファイバ光学系によって得られ
る光の収束および集中の程度は極めて平凡なものである
。この理由は、ファイバ光学系の両端の断面積を大きく
異ならせることが難しいからである。つまり小断面積の
端部は、実際上ある限度以下に小さくすることはできず
、その小ささに対応して大断面積の端部もかなり小さ（
しないとＣＣＤセンサの送信する画像が極めて粗くなっ
てしまう。

またファイバ光学系においてはファイバ間に必ず間隙が
存在する。この間隙はファイバの断面積が増加するにつ
れて大きくなる。このため比較的大きな断面積の各ファ
イバを束ねることによってファイバ光学系の全体に円形
の断面形状を形成すると、そのファイバ光学系の間隙は
許容しがたいほど大きくなる。

収束度を下げても効果は少ない。そのようにしても検出
器の大きさはたいして小さくならず、ＣＣＤセンサにお
ける画像の明るさも余り向上しない。また収束度を下げ
ても画像の明るさがほとんど向上しないので、患者やシ
ンチレーションスクリーンに照射されるＸ線の強さを減
らすことはできない。

次の欠点はシンチレーションスクリーンとＣＣＤセンサ
との間におけるファイバ光学系の構成が、口内検出器の
下流における画像処理を制限することである。ファイバ
光学系は細いので、点状の不鮮明な画像しか伝送しない
。このため、その画像を拡大することはほぼ不可能であ
る。この欠点のため、検出器の下流に高性能の電子装置
を配置しても無駄である。

前記従来構成のさらに別の欠点は、前記光学系を介して
シンチレーションスクリーンとＣＣＤセンサとを接続す
る場合、これらスクリーンとファイバとセンサとの構成
を検出器に設けることは困難であり、内蔵フィルタなど
他の要素を配置するスペースがな（なる。このため検出
器から熱が容易に放出されず、各要素に熱が直接伝わっ
てしまう。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように、いかにして比較的大きな画像をシ
ンチレーションスクリーンに作成し、その画像をいかに
して高性能で小型のＣＣＤセンサに効率的に収束させる
かという技術的問題が残っている。

本発明の課題は、前記技術的問題を実質的に解決しうる
口内検出器を提供することである。

〔課題を解決するための手段］前記課題を解決するため、本発明に基づくＸ線用口内検
出器は、容器と、放射Ｘ線を光信号に変換するシンチレ
ーションスクリーンと、前記光信号を電気信号に変換す
るＣＣＤセンサと、前記シンチレーションスクリーンと
ＣＣＤセンサとの間に配置される光学系とを備える。前
記光学系は、前記シンチレーションスクリーンからの光
信号を前記ＣＣＤセンサ上に集めるための複数のマイク
ロレンズを含む。

〔実施例〕

本発明の特徴および利点を明らかにするため、本発明に
基づく口内検出器の２つの好適実施例を図面を参照しな
がら説明する。

添付図面において、本発明に基づ（口内検出器または口
内センサを番号１で示す。この口内検出器ｌは第６図に
例示するＸ線装置２の一部を構成する。第６図において
Ｘ線装置２は、口内検出器ｌと、処理装置３と、前記口
内検出器１と処理装置３とを接続するケーブル４と、キ
ーボード５と、モニタ６と、プリンタ７とを備える。キ
ーボード５とモニタ６とは処理装置３に接続される。プ
リンタ７はモニタ６に表示される画像を印刷することが
できる。

第６図に示す歯８は、一方の側面が口内検出器１の側方
に位置し、他方の側面がＸ線源９の側方に位置する。歯
８の画像はモニタ６に表示される。

モニタ６はその画像を処理して歯８の拡大画像も表示す
る。

本発明の口内検出器１は容器１０を有する。容器１０は
口内検出器１の主要部の外側を覆う。容器１０の幅方向
の主面は、動作位置においてＸ線の伝播方向を向く。口
内検出器１はケーブル４に隣接して１１１０ａを有する
。

容器１０は全体に光を透過させず、Ｘ線も透過させない
ことが好ましい。ただし前記容器１０の主面に平行な受
像領域１０ｂはＸ線を透過させねばならない。

口内検出器１には２つの基本的な領域が有る。

第１　ｆＩｌ域１ａは、受像領域１０ｂの第１対称軸１
１に隣接して広がる。第１対称軸１１はＸ線源９と実質
的に整列する。第２領域１ｂは第１領域１ａの隣にあり
、出力信号ドライバ１２を収容する。

出力信号ドライバ１２は混成ドライバであることが好ま
しく、出力信号の初期処理を行い、その信号を離れた位
置にある処理装置３に送れるようにする。

第１領域１ａは、容器１０の受像領域１０ｂ内において
、平坦なシンチレーションスクリーン１３と関係する。

シンチレーションスクリーン１３の対称軸は、前記第１
対称軸１１である。

容器ＩＯ内においてシンチレーションスクリーン１３は
開口１４に隣接する。開口１４は光学リレーまたは光学
系１５に連続する。光学系１５はマイクロレンズ群１５
ａを備え、シンチレーションスクリーン１３とＣＣＤセ
ンサ１６との間に取り付けられる。

シンチレーションスクリーン１３は公知のものであり、
Ｘ線源９からのＸ線放射を所定波長を有する光信号に変
換するように設計される。

シンチレーションスクリーン１３は容器１０に隣接して
取り付けられる。シンチレーションスクリーン１３の位
置が外部から認識できるよう、容器ＩＯにはその位置に
凹部領域（受像領域ＨＯｂが設けられる。

ＣＣＤセンサ１６は電荷結合素子と呼ばれ、光信号を電
気信号に変換する。ＣＣＤセンサ１６は高解像力を有す
るものを選択する。ＣＣＤセンサ１６はシンチレーショ
ンスクリーン１３から離れて配置される。ＣＣＤセンサ
のサイズはシンチレーションスクリーン１３のサイズよ
りもかなり小さい。

光学リレーまたは光学系１５は、ＣＣＤセンサ１６上に
シンチレーションスクリーン１３によって出力される光
信号をすべて集める。また光学系１５は、シンチレーシ
ョンスクリーン１３およびＣＣＤセンサ１６から離れて
いるが、ＣＣＤセンサ１６により近く配置される。

第１図および第２図に示す実施例において、光学系１５
はシンチレーションスクリーン１３に直接面し、その対
称軸は第１対称軸１１である。

光学系１５は剛体性１７の内部に取り付けられＸ線を透
過させない。ＣＣＤセンサ１６はシンチレーションスク
リーン１３に平行でありベース１日に取り付けられる。

ベース１８は第２領域１ｂまで延びる。第２図は光学系
１５の詳細を示す。光学系１５は対称形であり、画角が
広く、技術的にダブルガウスと呼ばれるタイプである。

光学系１５はマイクロレンズ群１５ａを備える。マイク
ロレンズ群１５ａは第１対称軸１１に沿って整列する。

第１図および第２図に示す光学系１５を詳細に説明する
と、マイクロレンズ群１５ａは５枚のレンズで構成され
る。すなわち、中心の凸凸マイクロレンズ１９と、該レ
ンズ１９の両側にある２枚の凹凸収束メニスカスマイク
ロレンズ２０と、光学系１５の両端に位置する２枚の凹
凸発散メニスカスマイクロレンズ２１とで構成される。

各マイクロレンズ群１５ａは、鉛含有率の高い公知の光
学ガラスで形成され、Ｘ線を透過させない。

またマイクロレンズ群１５ａは、アルミニウムの胴体な
どであるホルダ２２に取り付けられる。ホルダ２２はＸ
線を透過させず、シンチレーションスクリーン１３およ
びＣＣＤセンサ１６から独立している。ホルダ２２は拡
大したフランジ２２ａを有する。フランジ２２ａはネジ
によって剛体性１７と結合する。フランジ２２ａとネジ
結合する剛体性１７のネジ部は第１対称軸１１に対して
同心円状である。

フランジ２２ａと剛体性１７との間には例えばゴムリン
グなどの弾性手段２３を介在させる。

ホルダ２２内においてマイクロレンズ群１５ａは、内部
スペーサ２４と両端部の固定用リングナツト２５とによ
って取り付けられる。リングナツト２５はホルダ２２に
ネジ結合する。

第３図、第４図、第５図は別の実施例を示す。

この実施例において、シンチレーションスクリーン１３
に近接して反射要素２６が設けられる。反射要素２６は
実質的に平坦なミラーであり、シンチレーションスクリ
ーン１３に対して４５″の角度に設定される。

ホルダ２２は光学系１５のマイクロレンズ群１５ａとス
ペーサ２４とを収容する。このホルダ２２を収容する剛
体性１７は第２領域１ｂに取り付けられる。光学系１５
の第２対称軸１１ａはシンチレーションスクリーン１３
に対して平行であり、容器１０の主面に対しても平行で
ある。

ホルダ２２はアルミニウム製の胴体であり、剛性体１７
にネジ結合される。これらネジ部は第２対称軸１１ａに
対して同心である。

ＣＣＤセンサ１６は反射要素２６の反対側に位置し、光
学系１５と同一の対称軸を有する。光学系１５とＣＣＤ
センサ１６とは第２領域１ｂに属し、シンチレーション
スクリーン１３に照射されるＸ線の円錐状の流れの外側
にある。シンチレーションスクリーン１３から出力され
る光信号の全体の経路は、シンチレーションスクリーン
１３と反射要素２６との間に延びる第１区画と、反射要
素２６と光学系１５との間に延びる反射第２区画とによ
って形成される。

これら経路は全体として容器１０の幅よりも長い距離に
わたって延びる。容器の幅とは、シンチレーションスク
リーン１３に直交する第１対称軸１１方向の幅である。

光学系１５は反射要素２６によって反射される光信号を
すべてＣＣＤセンサ１６上に集める。光学系１５は非対
称タイプであり、例えば６０°の小さな画角を有する。

光学系１５のマイクロレンズ群１５ａは第２対称軸１１
ａに沿って整列する。この小さな画角が可能である理由
は、反射要素２６が前記したように比較的広い光信号経
路を実現するからである。

第５図において、マイクロレンズ群１５ａは６枚のマイ
クロレンズで構成され、そのうちの１枚はＣＣＤセンサ
１６に隣接配置される追加レンズである。

光学系１５の中心は、第１の収束メニスカス凹凸マイク
ロレンズ２７と、第１の凸凸マイクロレンズ２８とで構
成される。両者は凸面で接触する。

これら中心マイクロレンズ２７．２８の両側には、前記
第１の凹凸マイクロレンズ２７の凹面側に面して平面を
有する平凹マイクロレンズ２９と、前記第１の凸凸マイ
クロレンズ２８側に凹面を有する第２の発散メニスカス
凹凸マイクロレンズ３０とが配置される。また前記平凹
マイクロレンズ２９の外側には第２の凸凸マイクロレン
ズ３１が配置される。前記追加マイクロレンズは平凹マ
イクロレンズ３２であり、その凸面は前記第２の凹凸マ
イクロレンズ３０に接触する。

次にこの検出器の動作を説明する。

動作状態において、口内検出器ｌは患者の口内に導入さ
れる。この時、受像領域１０ｂすなわちシンチレーショ
ンスクリーン１３は、歯茎に隣接する例えば歯８など放
射線撮影される部分を向くように配置される。

Ｘ線源９は、患者の口の外側において撮影部分および受
像領域１０ｂに直交するように配置される。

そしてＸ線源９からのＸ線放射を開始する。このＸ線は
口の撮影部分を通過し、Ｘ線像を形成する明暗点を発生
し、容器１０の受像領域ｌＯｂを通ってシンチレーショ
ンスクリーン１３に衝突する。

シンチレーションスクリーン１３はＸ線放射を光信号に
変換してＣＣＤセンサ１６に送る。

第１図および第２図に示す実施例においては、シンチレ
ーションスクリーン１３を出た光ヒームはすぐに光学系
１５のマイクロレンズ群１５ａによって強力に集められ
、シンチレーションスクリーン１３におけるよりも著し
く小さな画像をＣＣＤセンサ１６上に形成する。

第３図、第４図、第５図の実施例においては、シンチレ
ーションスクリーン１３からの光ビームはまず反射要素
２６に衝突し、それによって方向を変化させられて比較
的長い距離を転送される。

従って光学系１５は比較的小さな画角を求められる。

次にＣＣＤセンサ１５は前記光信号を電気信号に変換す
る。この電気信号はドライバ１２によって処理され、第
６図に示すようにケーブル４を介して処理装置３に送ら
れ、そこからモニタ６やプリンタフに送られる。

本発明は重要な利点を実現する。

マイクロレンズ群１５ａを備えた光学系１５は、口内検
出器ｌの内部において、光ビームを強力に収束し集中さ
せる。この結果、画像の明るさが増すので、Ｘ線の放射
強度を減らせる。画像の縮小は限度内において適当に選
択でき、推測的な限度を設ける必要はない。

全画像が光学系１５によって処理されるので、欠落する
領域は生じない。また前記したマイクロレンズ群１５ａ
からなる光学系１５は、特に鮮明な画像を処理装置３に
送ることができるので、画像を高拡大率で自由に処理す
ることができる。

本発明に基づく口内検出器の他の利点は、従来の検出器
に較べ小型なことである。

これら利点は本発明の口内検出器がオープン構造である
ことによって実現される。光学系１５はシンチレーショ
ンスクリーン１３およびＣＣＤセンサ１６に干渉せずに
取り付けることができる。

そして光学系１５に隣接して大きなスペースが残される
ので、必要に応じてフィルタなどの補助要素を収容する
ことができる。

口内検出器に衝突する放射Ｘ線は、すべて光信号に変換
されるかまたは捕捉されるので、Ｘ線がＣＣＤセンサに
到達したり患者を再び通過することはない。口内検出器
内のすべての機械構造はＸ線を透過させず、マイクロレ
ンズ群１５ａもＸ線を透過させない。

第１図および第２図に示した実施例は高品質であると同
時に極めて小型である。一方、第３図〜第５図に示した
実施例は、反射要素２６と光学系１５との間の距離が比
較的長く、設計段階においてその距離を自由に増加させ
ることができる。このため、口内検出器１内において、
第２対称軸１１ａに平行な主寸法に沿うスペースに問題
は生じない。

したがって画角の小さな光学系を使用することが可能で
ある。つまり中心からの変動をほとんど生ぜずに画像の
明るさを平均することができる。

シンチレーションスクリーン１３に直接に整列し約１４
０°の画角を有する光学系から、反射要素２６によって
方向転換される光ビームを受ける約６０’の画角を有す
る光学系までの範囲の光学系が実用可能である。すなわ
ち安価で画質が良く効率的な光学系を使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく口内検出器の全体を示す拡大断
面図、第２図は第１図の要部を示す拡大部分図、第３図
は本発明の別の実施例に基づく口内検出器の全体を示す
拡大断面図、第４図は第３図の検出器の外観図、第５図
は第３図の要部を示す拡大部分図、および第６図は本発
明に基づ（口内検出器を備えたＸ線装置を示す図である
。 ■・・・口内検出器、　　　２・・・Ｘ線装置、３・・
・処理装置、　　　　　４・・−ケーブル、５・・・キ
ーボード、　　　　６・・・モニタ、７・・・プリンタ
、　　　　　８・・・歯、９・・・Ｘ線源、　　　　　
１０・・・容器、１０ｂ・・・受像領域、　　　　１１
・・・第１対称軸、１２・・・出力信号ドライバ、１３・・・シンチレーションスクリーン、１４・・・開
口、　　　　　１５・・・光学系、１５ａ・・・マイク
ロレンズ群、１６・・・ＣＣＤセンサ、１７・・・剛性
体、　　　　　１８・・・ベース、２２・・・ホルダ、
　　　　２３・・・弾性手段、２４・・・スペーサ、　
　　　２５・・・リングナツト、２６・・・反射要素。

Claims

【特許請求の範囲】１、外側容器（１０）と、放射Ｘ線を光信号に変換する
シンチレーションスクリーン（１３）と、前記光信号を
電気信号に変換するＣＣＤセンサ（１６）と、前記シン
チレーションスクリーン（１３）とＣＣＤセンサ（１６
）との間に配置され前記シンチレーションスクリーン（
１３）からの光信号を前記ＣＣＤセンサ（１６）上に集
束するためのマイクロレンズ群（１５ａ）を含む光学系
（１５）とを備えるＸ線装置用口内検出器。２、前記光学系（１５）が前記シンチレーションスクリ
ーン（１３）とＣＣＤセンサ（１６）とに対して間隔を
置いて配置される請求項１に記載の口内検出器。３、前記光学系（１５）がホルダ（２２）を備え、該ホ
ルダが前記シンチレーションスクリーン（１３）および
前記ＣＣＤセンサ（１６）とは独立に前記容器（１０）
内の前記シンチレーションスクリーン（１３）と前記Ｃ
ＣＤセンサ（１６）との間に配置される請求項１に記載
の口内検出器。４、前記容器（１０）内にＸ線を透過させない剛体性（
１７）を設け、前記ホルダ（２２）が剛性であってＸ線
を透過させず前記剛体性（１７）にネジ結合され、該ネ
ジ結合が前記ＣＣＤセンサ（１６）に対して同軸方向に
行われ、前記ホルダ（２２）に収容される前記マイクロ
レンズ群（１５ａ）がＸ線を透過させない光学ガラスで
形成される請求項３に記載の口内検出器。５、前記シンチレーションスクリーン（１３）に直交し
てその実質的中心を通る第１対称軸（１１）が存在し、
前記光学系（１５）と前記ＣＣＤセンサ（１６）とが前
記第１対称軸（１１）に対して同軸である請求項１に記
載の口内検出器。６、前記光学系（１５）が対称形状であり、広い画角を
有し、中心に位置する凸凸マイクロレンズ（１９）と、
該凸凸マイクロレンズ（１９）の両側に位置する発散メ
ニスカス形状の２つの凹凸マイクロレンズ（２０）と、
前記光学系（１５）の両端に位置する発散メニスカス形
状の２つの凹凸マイクロレンズ（２１）とを備える請求
項５に記載の口内検出器。７、前記シンチレーションスクリーン（１３）と前記光
学系（１５）との間に反射要素（２６）を備え、該反射
要素（２６）が前記シンチレーションスクリーン（１３
）からの光信号を前記光学系（１５）に向かわせる請求
項１に記載の口内検出器。８、前記光信号の各々が、前記シンチレーションスクリ
ーン（１３）と前記反射要素（２６）との間に延びる第
１区画と、前記第１区画に対して角度をなし前記反射要
素（２６）と前記光学系（１５）との間に延びる第２区
画とからなる経路を有し、該経路が前記シンチレーショ
ンスクリーン（１３）に対して直交方向の前記容器（１
０）の幅よりも長い請求項７に記載の口内検出器。９、前記容器（１０）が前記シンチレーションスクリー
ン（１３）に直交してその実質的中心を通る第１対称軸
（１１）と該第１対称軸（１１）を横断する主面とを有
し、前記光学系（１５）が前記主面に対して実質的に平
行な第２対称軸（１１ａ）を有する請求項７に記載の口
内検出器。１０、前記反射要素（２６）が前記シンチレーションス
クリーン（１３）に対してほぼ４５°の角度をなす実質
的に平坦なミラーによって形成される請求項７に記載の
口内検出器。１１、前記光学系（１５）が小さな画角を有し、実質的
に中心に位置し発散メニスカス形状を有する第１凹凸マ
イクロレンズ（２７）と、前記第１凹凸マイクロレンズ
（２７）の前側に接触配置される第１凹凸マイクロレン
ズ（２８）および第１平凹マイクロレンズ（２９）と、
前記第１凸凸マイクロレンズ（２８）に接触する発散メ
ニスカス形状の第２凹凸マイクロレンズ（３０）と、前
記第１平凹マイクロレンズ（２９）に接触して前記反射
要素（２６）に面し前記光学系（１５）の一端を形成す
る第２凸凸マイクロレンズ（３１）とを備える請求項７
に記載の口内検出器。１２、前記第２凹凸マイクロレンズ（３０）に接触して
前記ＣＣＤセンサ（１６）に面し前記光学系（１５）の
他端を形成する平凸マイクロレンズ（３２）をさらに備
える請求項１１に記載の口内検出器。