JPH02195781A - 実時間デジタルラジオグラフィ装置 - 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〕 本発明はテレビカメラ装置を画像の入力装置として用い
ている分野、特にＸ線画像を実時間で取り込み画像処理
し診断する実時間デジタルラジオグラフィ装置（以下、
実時間ＤＲ装置と略記。）に関する。

〔従来の技術〕

最近の医療Ｘ線診断装置の分野では、Ｘ線画像情報を一
旦電気信号に変換し、その後、Ａ／Ｄ変換、デジタル画
像処理を行ない、ＣＲＴデイスプレィに表示、あるいは
フィルムにプリントし、診断するＤＲ装置が多方面で利
用されている。

特に、従来から、１画像当りのＸ線線量を少なくし主に
撮像部位を決定するために利用する透視像を得るために
使用されるＸ線イメージインテンシファ、イヤ（以下Ｘ
線ＩＩと略称する）とテレビカメラ装置からなるＸ−Ｔ
Ｖカメラ装層は手軽に実時間でＸ線画像情報を電気信号
に変換出来るため、ＤＲ装置の画像入力装置として早く
から注目されてきた。

そして、現在では、特開昭５５−５８６８２号に示すよ
うに血管への造影剤注入前後に取り込まれた画像間の差
演算を行い、コントラスト分解能に優れた血管像を描画
する実時間ＤＲ装置の一種であるデジタル・フルオログ
ラフィ装置（ＤＦ装置）の画像入力装置として医療の現
場で広く利用されている。

つまり、ＤＲ装置では上述の透視像だけでなく。

１画像当りのＸ線々量を実視撮像時の約１０００倍と多
くし画質の良いＸ線画像で、医師がその画像を観察し診
断する。いわゆる読影するための撮影像の両者を必要と
する。

透視像と撮影像を比べると後者の比重が大となるため、
ＤＲ装置に対しては空間分解能、コントラスト分解能１
時間分解能１画像化が可能なＸ線強度の範囲を表わすダ
イナミックレンジ、等に優れていることが強く要求され
る。

これらＤＲ装置の性能を決めているのは画像の入力部を
構成するＸ線ＩＩとテレビカメラ装置であり、特にテレ
ビカメラ装置の性能が大切である。

ＤＲ装置に利用するテレビカメラ装置は上記のＤＲ装置
に要求されている性能を満すため、解像度、Ｓ／Ｎ、毎
秒の撮像枚数、いわゆるフレーム数が多、いことにより
達成される時間分解能が良いこと、高ダイナミツクレン
ジであること、等が要求される。

これらのうち解像度は主に使用する撮像管と走査線数で
決まる。撮像管は１例えばサチコン、プラビコン等の高
解像度タイプを使用したとすると高解像化のためには走
査線数を増す必要があるにの走査線数の増加はフレーム
数の減少を伴わずに実現することは困難である。それは
両者を同時に増加させるとビデオ帯域Ｂが広くなり、得
られる画像のＳ／Ｎが悪化するためである。っまりＳ／
Ｎを考慮すると許容されるビデオ帯域Ｂがある程度制限
されるためである。

そこで特開昭６２−１７７号に示すように両者の組合せ
による多数の走査モードを準備し、使用目的に応じてそ
の走査モードが任意に選択可能な手段が提供されている
。

Ｓ／Ｎは主に上述のビデオ帯域Ｂ、撮像管から前置増幅
器までの浮遊容量Ｃｏ、撮像管からの信号電流ｉｓで決
まる。これらのうちＢはＤＲ装置の仕様、すなわち毎秒
の撮影枚数と１画像当りの画素数、等により必然的に決
まる。また、Ｃｏは採用する撮像管やＦＥＴ、抵抗、コ
ンデンサ、等の部位、およびそれらの実装方法により決
まるため、撮像管や部品の選択、実装、等には十分配慮
することにより対処しているが未だ十分ではない。

信号電流ｉｓは撮像管に入射する光量とその光量に対応
して光導電膜に蓄えられる電荷量を読み出す電子ビーム
の供給能力、すなわち撮像管の電子銃の能力により決ま
る。この入射光量は光源からの光出力、例えばＸ線ＩＩ
からの光出力を全て利用している訳けでなく、多い場合
には光学絞りを用いて入射光量を制限し撮像管の特性と
一致させている（焼付けやビーム不足の防止）。

ダイナミックレンジは基本的には撮像管の暗電流ｉｏと
最大信号電流Ｉ　Ｓｍａｌｌにより決まる。

ｉｎは使用する撮像管が決まると必然的に決まる。

ｉ　Ｓｍａｘは最大入射光量と撮像管の特性により決ま
り、入射光量に余裕のある場合は撮像管の特性に依存す
る。

また、撮像管からのｉ　Ｓｍａｘが十分大きくとれた場
合でも、その信号を増幅する前置増幅部の特性が十分で
ない場合にはテレビカメラ装置としてのダイナミックレ
ンジは狭くなる。

以上述べたように、テレビカメラ装置に要求されている
特性のうち、解像度と時間分解能は多数の走査モードを
準備することにより解決しているが、Ｓ／Ｎとダイナミ
ックレンジについては未だ十分でない、特にＤＲ装置に
利用されるテレビ力メラ装贋のように多数の走査モード
を有している場合、各走査モードに対して信号電流を大
きくする最適な実現手段は未だ見い出されていなかった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はＤＲ装置に利用され、多数の走査モードを有し
ているテレビカメラ装置の高Ｓ／Ｎ化、高ダイナミツク
レンジ化を達成するため、走査モードに対応しながら撮
像管からの信号電流ｉｓを大とする手段及びその信号電
流下で良質の画像を得るためのテレビカメラ装置の動作
条件の最適化手段を提供する。

信号電流ｉｓは撮像管の電子銃の能力、その光導電膜上
に蓄積される電荷量Ｑ、およびその光導電膜上に走査す
る電子ビームの走査スピード、すなわち毎秒のフレーム
数ＮＦ（以下、コマ数ともいう。）により決まる。これ
らのうちＮＦは前述のようにＤＲ装置の仕様を満足する
ために準備すべき多数の走査モードに対応した値となる
。

したがってｉｓを増加させるためには走査モードに対応
してＱを増す必要がある。

一般にＱを増すためには上記の光導電膜の静電容量Ｃｓ
を大とするか、あるいは上記の光導電膜に印加する電圧
、いわゆる撮像管のタ°−ゲット電圧ＶＴを高くするか
、あるいは両者を並用すればよい。

Ｃｓを大とするためには光導電膜の比誘電率ε８を大と
するか、上記膜厚ｄを薄くするか、あるいは上記膜面の
走査面積Ａｘを大さするか、のいずれかの方法を用いれ
ば良い。

以上のうち、ｉｓとｄは使用する撮像管が決まると必然
的に決まる。また、Ａｓは可能な限り大とする手段は採
用するが使用する撮像管とその口径が決まるとほぼ決ま
る。また、多数の走査モードを有する場合でも、走査モ
ード毎にこのＡｓを変える方式は殆ど採用しない。

それは、撮像管の走査面積、いわゆる走査範囲を走査モ
ード毎に、あるいは同一走査モード内で変化させると、
残像や場合によっては焼付のため以前の走査範囲の影響
が表われ、良質の画像が得られないことや、ＤＲ装置の
入力部を構成する各装置のうちで、テレビカメラ装置の
解像度にそれ程の余裕がなく、電子拡大・縮小するメリ
ットが余りないためである。

したがって、Ｑを大とするためには可能な限り走査範囲
を大とする手段とは別に、ｖＴを大とする手段が有効で
ある。

Ｖｔの標準的な値は使用する撮像管の種類が決まるとほ
ぼ決まる。それは撮像管メーカが、現在広く普及してい
る標準放送方式、例えばＮＴＳ方式に対応して撮像管の
品質を保証するため推奨するＶＴの値を決めているため
である。

したがって、撮像管をＤＲ装置用のテレビカメラ装置に
使用する場合、ＮＴＳＣ方式に準じた走査方式（５２５
本走査、２：１インタレ一ス方式。

３０フレ一ム／秒）を採用する走査モードでは上記の推
奨値を採用するのが望ましく、他の走査モードではＤＲ
装置の仕様を満する特性が得られる値とすべきである。

ＶＴを変化させｉｓを大とする手段としては特開昭６０
−１８０２８４に、Ｘ線々量の変化に応じてＶｒを変化
させｉｓが飽和するのを防止する手段が視モード／撮像
モードの選択、Ｘ線条件、等が選択されると利用する走
査モードが自動的に選択され、その選択と同時に撮像管
のＶｔ、あるいはビーム電流、フォーカス電圧あるいは
電流、前置増幅器の利得が設定され、透視あるいは撮像
が開始され、Ｘ線画像の取込み実行される。したがって
走査モードに対応してＶＴを変化さる手段は非常に有効
であるが、同一走査モード内でｖＴを変化させる必要は
殆どない。また、同一走査モード内ではＸ線条件により
Ｘ線々量が大幅に変化し、撮像管への入射光量が大幅に
変化し、撮像管への入射光量が大幅に変化する場合はＶ
Ｔの変化でこの光量変化を吸収するより、光学絞りで吸
収する。

これはＶＴを変化させると、その後ある時間撮像管の動
作が一時的に不安定となるためである。つまりｖＴはそ
のモードで画質を悪化させないで蓄積可能な最大電荷量
を規定する値すなわち信号電流を大とし、Ｓ／Ｎを改善
したり、ダイナミックレンジを大とする値に設定される
すべをである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では実時間ＤＲ装置に要求される空間分解能、時
間分解能、等に対処するため使用するテレビカメラ装置
（以下、ＤＲＪ’ｌＴＶカメラ）では第１表に示すよう
な４種類の走査モードを有する。

モード０はＮＴＳ方式の標準放送方式に準じた走査方式
であり、主に透視像を得る（以下、透視モードともいう
、）場合に利用する。モード１〜３は上記のＮＴＳＣ方
式とは異なる走査方式であり。

主に撮影像を得る（以下、撮影モードともいう。）場合
に利用する。モード１は毎秒のコマ数が６０コマ／秒と
高速撮影が可能であり、時間分解能に優れているが１画
像の取込み画素数が５１２×５１２画素と少なく空間分
解能が劣っている。そこで、このモードは空間分解能に
より時間分解能が要求される心臓、例えば左室、あるい
は右室造影、などの撮影に用いる。モード２は毎秒のコ
マ数１５コマ／秒、取込画数１０２４Ｘ１０２４画素と
空間分解能、時間分解能のバランスがとれているモード
であり、心臓の冠状動脈１頭・腹部の血管、などの撮影
に用いる。モード３は画込込素数２０４８ｘ２０４８画
素、３．７５コマ／秒と空間分解能は優れているが、時
間分解能が劣っているので、余り動きのない消化管や骨
梁、などの撮像に用いる。

なお、これら各走査モードと撮影部位の関係はあくまで
１例であり、必ずしも固定的なものではなく、医師の診
療目的に合った最良の組合に設定される。

使用する線量は、透視モードの場合には少なく、そのた
めＴＶカメラへの入射光量も少なくなり、殆どの場合、
撮像管の信号゛電流が約５０〜１００ｍＡ程度と非常に
小さい値となる。

撮影モードの場合には上記の透視モードの場合よりは多
いが、必ずしも一様でなく、撮影部位により大幅に異な
る。つまり、左室、右室、および冠状動脈、等の心臓関
連では１画素当りの線量は透視モード時の約２０倍、頭
、腹部血管、消化管等では約１０００倍、多くなってい
る。

この１０００倍の線量変化、すなわち光量変化は光学絞
りにより、使用する撮影管の光電変換特性の良好な動作
範囲に制限されるが、それでも約５０〜１ｏＯ倍程度に
なる。

つまり、撮像管の信号電流の最大値は透視モード時と撮
影モード時では約５０〜１００倍、撮影モード内でも約
５〜１０倍変化する。

撮影管の電流信号を電圧信号に変換し、その出力の最大
値を常にほぼ一定に（この前電増幅部以降の増幅部の設
計を容易にし、かつＴＶカメラとして良好な特性を維持
するため、）になるよう増幅する前置増幅部では、ビデ
オ帯域で上記のように大幅に変化する信号電流を１系統
の増幅器で対処するのはＳ／Ｎ、周波数特性、等の特性
を確保する点から困難である。

そこで本発明では、予め前置増幅部の後段部に利得Ｇの
異なる複数の増幅器を準備する。そして、各走査モード
の利用法が決まると、その利用法と整合のとれた利得を
有する上駒の増幅器の中の１を選択する手段を提供し、
上記の目的を達成する。

前置増幅部は撮像管からの信号電流の最大値ｌｓｍ□に
より信号増幅系統を３系統に分ける。

第１系統ＰＧ、はｉＳｍａｘが０．１μＡ以下の場合で
利得Ｇが最大となっており、Ｓ／Ｎより利得が重要視さ
れる。第２，３系統ＰＧ、、ＰＧ、は利得よりＳ／Ｎが
重要視される系統であり、ＰＧ、はｌ　Ｓｗａｍが１μ
Ａ以下の場合で利得が中程度、ＰＧ、はｉｓ□８が４μ
Ａ以下の場合で利得が最も低く抑えられている。

また、Ｉ　Ｓｎｘアが上記の４μＡを越える場合は光学
系の光量制振機構で入射光量を制限し、前置増幅部の出
力が飽和するのを防止する。

つまり、前置増幅部は透視モードに多用される走査モー
ドＯでは最大利得を有する系統のＰＧ。

に、走査モード１〜３では、予めその走査モードを使っ
て撮影する部位を決定するので、撮影時の信号電流の最
大値が決まり、その最大信号電流が、上記の前置増幅で
飽和しない利得を有する系統を選択・設定される。また
、走査モード１〜３の場合には、Ｘ線々量、光学絞り、
等の調相により可能な限り信号電流を大とし、高Ｓ／Ｎ
化、高ダイナミツクレンジ化を達成する手段を施こすの
は言うまでもない。

そのため、撮影管のターゲット電圧Ｖ丁を高くする。と
ころが、その最適電圧が各走査モード毎に異なるので、
本発明では走査モード毎にＶｔを設定する手段を用いて
上記目的を達成する。

以下、その理由について述べる。

信号電流ｉｓを大にするということは、そのｉｓを生み
出すために光導電膜に蓄積されている電荷量Ｑを大にす
ると同時に、そのＱを読み出すビーム電ｉｂも大にする
ということである。すなわちｉｂとしては常にｉｂ／ｉ
ｇ≧１の条件を満す必要があり、−殻内な使われ方とし
ては、両者の比は２〜３倍に設定し、２倍ビーム、ある
いは３倍ビームと言われる。これｉｓに対応する入射光
量が想定値をはるかにオーバする場合があり、そのよう
な場合でもビーム不足を生じないようにするためである
。

これに対して実時間ＤＲ装置ではＸ線管電圧、ｘＨ管電
流、Ｘ線発生時間、などのＸ線条件、被写体、およびＸ
線管と被写体間の距離、等が決まっているので自動光量
調節機構を利用するとＴＶカメラへの最大入射光量が想
定値より大きくずれることはない、そこで、ｉｂとｉｓ
の比は１．２〜１．５程度に設定可能である。

標準ターゲット電圧５０Ｖの撮像管Ａ及び７５Ｖの撮像
管Ｂを例にとり、Ｖｔをパラ、メータにビーム電流制御
（電極）電圧ＥｃｌとそのＥｃｌにおける読み出し可能
最大信号電流、いわゆるビーム電流１１の関係を第１図
の（ａ）〜（ｄ）に示す。

この図において（ａ）はモード０の場合、（ｂ）はモー
ドｌの場合、（ｃ）はモード２の場合。

（ｄ）はモード３の場合を示す、これらの図において、
Ａの撮像管の場合モード０ではＶｔを標準の５０ＢＶに
しても、１．４倍の７０ＶにしてもＥｃｌに対するｉｂ
は殆ど変化しないが、モード２゜３ではＶｒをある程度
高くするとｉｂが大きくなる。

しかしながらその効果に限界があり、その値はモード２
では７０Ｖ、モード３では９０Ｖである。

また、モードｌの場合の特性はモードＯの場合の特性と
ほぼ同一である。これは次の理由による、すなわちモー
ド０の走査方式が１画面上を１本おきに２回走査して１
画面の走査を先具する２：１のインタレース方式である
ため、毎秒のコマ数は３０コマ／秒であるが画面上の走
査回数としては毎秒６０回となる。一方、モード１の場
合はその走査方式が１：１のノンインタレース方式のた
め、毎秒のコマ数６０コマ／秒と、両面上の走査回数は
同じ６０回となっている。このような場合、ここで使用
した撮像管のように使用する撮像管の種類によってはそ
のビーム径φｂと走査ピッチ八〇の比φｂ／ΔΩがある
値以下となり、走査残りを生じる条件が満され、走査方
式による差が少なくなる場合が発生するためである。

また、Ｂの場合ではＡの場合と異なり、モード０．１で
その特性が異なり、同一のＶＴ＝　７５　ＶでもＮＦの
多いモード１の方がｉｂが多くとれることが分る。

以上より、各走査モードにおけるｉｓを大とするために
はターゲット電圧ｖＴを各走査モード毎に変える必要が
生じ、本特許ではＡの撮像管の場合、モード０．１では
標準（１）　Ｖｒ＝　５０　Ｖ、モード２では７０Ｖ、
モード３では９０　Ｖ　ニ、Ｂ１７）撮像管の場合、モ
ード０，１では標準のＶｔ＝７５Ｖ、モード２では１３
５ｖ、モード３では１４５■に設定する。

以上より分るように、各走査モードに対するターゲット
電圧の絶対値は使用する撮像管の種類により異なるが、
各走査モード毎にターゲット電圧を設定する手段の有効
性は何ら変わるものではない。

また、信号電流ｉａと毎秒のコマ数ＮＦ、光導電膜面上
の蓄積電荷量Ｑ、このＱに対応する光導電膜面上の電位
上昇分ΔＶ、走査領域の静電容量Ｃｓ、ターゲット電圧
Ｖｔ、１コマのくり返しに要する走査時間ｔＦと上記の
走査領域を走査するに要する時間ｔｓの比αｐ　（＝ｔ
ｓ／ｌｒ）、等の関係は １ｘ＝ＱＮｒ／αＰ ＝　ＣｓＶ　ＮＦ／αＦ ＝　ｃ　ｓ　Ｖｔ　ＮＦ／　ａ　ｃ　　　　　　　　　
　　　■ここで　α＝ΔＶ　／　Ｖ　ｔ　　　　　　　
■で示されるので、本特許では次の手段も提案する。

すなわち、αＦはＴＶカメラ回路技術より決まり。

一般に走査モードにより変化しないので、Ｑを一定とす
るとの式よりｉｓ”Ｎｒとなり、ＮＦが大なる程ｉｓも
大となる。逆にＮｒが小さい場合はｉｓを大としようと
するとＱを大にする必要が生じる。

このＱを大とするためには、走査モードにかかわらず走
査領域を一定とするとＣｓは変化しないので、ΔＶを大
にする必要がある。ところが、このΔＶをＶｔに比し余
り大きくしすぎると、つまり光導電膜面上の電位上昇率
αが１に近づく程、光導電膜の光電変換特性の直線性い
わゆるガンマ（γ）特性が悪化する。そこでαの値は上
記の直線性を考慮して決定し、ある値以下に制限される
。

そこで、既に述べたようにＶＴを高くする手段。

特にＮＦが小さい径大にする手段が有効となる。

つまり、多数の走査モードを有し、その毎秒のコマ数が
異なっている場合、コマ数が少ない走査モードの７丁は
コマ数の多い走査モードのＶｔに比し、同じか、あるい
は高くする手段が有効である。

そこで１本発明ではＡの撮像管間例にとると、４走査モ
ードのうちコマ数が最も少ないモード３ではＶｙ＝９０
Ｖと最も高く、次いでモード２の７０Ｖ、モード０，１
は最も低く、かつ標準の５０Ｖに設定している。

また、上記のαの値は標準放送のように直線性を重視す
る場合にはα。≦０．２５程度と小さく抑えられるが、
上記の直線性を別の手段で補正可能な場合や、あるいは
直線性を多少犠牲にしても入射光量のダイナミックレン
ジを大としたい場合には必ずしも小さい値に抑える必要
はない。

第２表は、前記のＡ、Ｂ２種類の撮像管を用いて、前記
の４走査モードに対して、それぞれＡｓ、ＶＴ、ＥＣ工
を決めｉｂ、およびその後、大略１．５倍ビームとして
ｌ　Ｓｍ＆Ｘを求め、それぞれのｉｂ、Ｉ　Ｓｍ＆ｘに
対するα１、αＳを示したものである。

この表に示した２種類の撮像管のうち上段のＡと下段の
Ｂでは光導電膜の膜厚がＢの方がＡに比し１．５倍厚い
ため標準ターゲット電圧がＡの場合５０Ｖ、Ｂの場合１
．５倍の７５Ｖとなっている。

得られるｉｂはＶ　７　ｐ　Ｎ　Ｆ　ｇ　Ｅ　ｃ　ｇ等
、撮像管の動作条件の他に、撮像管に使用されている電
子銃の能力に大きく影響され、その能力の優れているＢ
の方が大となっている。

α５値はＡ、Ｂ両撮像管ではその絶対値は多少異なって
いるが、全て０．６５以下になっている。

また、αＳ、α−値と毎秒のコマ数ＮＦの関係はＡ、Ｈ
の撮像管の種類にかかわらず、ＮＦが小さい走査モード
はどαＳ、α−が大となっている。

上記から分るように、大信号電流化を達成しようとする
とαＳが必ずしも小さならす、０．２５より大となる場
合も発生する。そのような場合撮像管の光電変換特性が
悪い範囲まで利用することになるので全体として直線性
が悪化する。この直線性を確保したい場合１本発明では
ＴＶカメラからのビデオ信号をＡ／Ｄ変換器で量子化し
たデジタル信号に対して上記の直線性を補正する手段を
提案する。つまり、各走査モードに対応可能なルックア
ップテーブルを準備し、各画素当りのデジタル値りを上
記テーブルのアドレスとし、そのアドレスに対応して、
記憶されている直線性補正データを読み出し、その値を
上記各画素の新らたなデジタル値Ｄｃとして利用する。

また、本発明では直線性を補正する必要のない場合はこ
の直線性補正ルックアップテーブルをスルーする手段も
準備する。

以上述べたように、各走査モード毎にＶＴ、Ｅｅ□を設
定し、ｉｂを変化させると電子ビームのフォーカス条件
が変化する場合がある。そこで、各走査モード毎に電子
ビームのフォーカスを調節する手段が有効となり、本発
明では、電子ビームフォーカス制御電圧Ｅｘを各走査モ
ード毎に設定する手段を設け、上記の目的を達成する。

また、本発明では各走査モード毎に、その使用条件が十
分確立している場合、上記のＶｔｔＥｃｌ。

Ｅ□、等の値を予め準備し、その結果をメモリに記憶し
ておき、使用走査モードが指定されると、直ちにそれら
の各種を読み出し、Ａ／Ｄ変換変換幅増幅適動作条件に
設定する。

この手段の有効性は今まで述べてきた事柄により十分理
解される。

〔作用〕

本発明では実時間ＤＲ装置に要求される各種仕様を満゛
すため、その装置に使用するＴＶカメラにおいて、毎秒
のコマ数と１画像当りの走査線数の組合わせにより４つ
の走査モードを準備する。

そして、これら各走査モードに対して高Ｓ／Ｎ化、大ダ
イナミックレンジ化を達成し、安定で良好な画像の取込
みが可能となる画像人力装置を提供する。そのため提案
した各手段とその効果について順次述べる。

■高Ｓ／Ｎ化、大ダイナミックレンジ化のため可能な限
り信号電流を大とする手段として（１）各走査モード毎
に撮像管のターゲット電圧ＶＴを設定可能とする。

（２）上記ＶＴの値として、毎秒のコマ数の少ない走査
モードの場合、コマ数の多い走査モードの場合に比べ、
同じか、あるいは高くする。

（２）上記Ｖｔの値として、毎秒のコマ数の少ない走査
モードの場合、コマ数の多い走査モードの場合に比べ、
同じか、あるいは高くする。

（３）各走査モード毎に撮像管のビーム電流制御電極電
圧Ｅｃｚを設定可能とする。

■更に大ダイナミックレンジ化を確保するためＴＶカメ
ラの前置増幅部で大信号電流時に飽和しないようにした
り、また小信号電流時に必要な出力信号レベルを確保す
るための利得不足が生じないようにするための手段とし
て。

（４）前置増幅部内に利得Ｇの異なる複数の増幅系統を
準備し、各走査モード毎に設定可能とする。

■更に上記の■の場合、各走査モード毎に撮像管のビー
ム電流が変わり、電子ビームのフォーカス条件がくずれ
る場合がある。そのような場合、取り込んだ画像がボケ
ることになるので、これを防止する手段として、 （５）各走査モード毎に撮像管のフォーカス制御電圧Ｅ
、を設定可能とする。

■各走査モード毎に許容される撮像管の光導電膜面上の
電位上昇ΔＶが大信号電流化のため大となり、その時の
ターゲット電圧Ｖｔとの比、いわゆる光導電膜面電位昇
率α（：ΔＶ／Ｖｔ）も大となる場合、撮像管の光電変
換特性の悪い範囲まで使用することになり、全体として
直線性が悪化する。上記の直線性が悪化した場合の補正
手段として、 （６）ＴＶカメラからのビデオ信号をＡ／Ｄ変換器で量
子化し、その変換されたデジタル信号に対して各走査モ
ード毎に対応可能な直線性補正ルックアップテーブルを
準備する。また、補正の必要がない場合は上記のルック
アップテーブルをスルーする手段も合わせ準備する。

■更に、各走査モード毎に、その使用条件が十分確立し
ている場合は、上記の■〜■の各条件を毎回切換えスイ
ッチにより選択しながら設定する不便を防止する手段と
して、 （７）各走査モード毎に、上記のＶＴ、　Ｅｃｌ、　Ｅ
ｘ、等の値を予めメモリに記憶しておき、使用する走査
モードが指定されると、その走査モードに対応する上記
条件を読み出し、設定可能とする。

■実時間ＤＲ装置として上記のＴＶカメラを使用する場
合、上記の■〜■の手段の他に、透視モード時の動作を
安定にし、かつ時間分解能を確保する手段として、 （８）透視モードでは撮像モードに比べ照射Ｘ線々量が
少なく、信号電流が大となることが殆どないので、この
モードに使用する走査モードのＶＴは撮影モードに使用
する走査モードのＶＴより低いか、あるいは使用する撮
像管メーカより推奨されている値、すなわち標準値に設
定する。

また、この場合、毎秒のコマ数が３０コマ／秒以上のコ
マ数を有する走査モードを選択する。

以上、各種の条件は各走査モードと１：１対応の形で述
べてきたが必ずしも１：１である必要がなく、その条件
がお互いに似かよっている場合は、それらを１つのグル
ープとして取扱っても本発明の有効性は何ら変わる・も
のではない。

また、今までは主に１台のＴＶカメラ装置で多数の走査
モードを有し高Ｓ／Ｎ化、大ダイナミックレンジ化に対
処すオ手段について述べてきたが、上記の目的を達成す
るためには、 ■お互に走査モードが異なる多数のＴＶカメラを準備し
、各々、その有する走査モードに対して今まで述べてき
たような最適な動作条件を設定し、使用目的に応じて、
これらＴＶカメラを切換えて使用する。

■ＴＶカメラは多くの場合、カメラヘッド部と称せられ
る光電変換素子を含んだ部分と、カメラ制御部と称せら
れる信号増幅部、同期信号発生部、電源部、等を含゛ん
だ部分の２つの部分より構成されているので、■のＴＶ
カメラの変わりにカメラヘッド部を各走査モードに対応
して多数準備し、かつそれらの各ヘッドに対して今まで
述べてきたような最適な動作条件の設定を可能とし、使
用目的に応じて、これらカメラヘッド部を切換えて使用
する。

等の手段も有効である。

〔実施例〕

第２図は、本発明の一実施例を示す実時間ＤＲ装置のブ
ロック構成図である。図中、１はＸ線の発生を制御する
Ｘ線発生・制御部、２はＸ線を発生するＸ線管、３は被
検体、４は該被検体３を通過したＸ線透視像を光学像に
変換するＸ線ＩＩ、５はＸ線ＩＩの光学像を６のＴＶカ
メラ上に結像する光学レンズ系と、入射光量を調整する
自動、あるいは手動の光量調液機構を備えた光学レンズ
部である。６は走査線数と毎秒のコマ数の組合による４
つの走査モードを初めとして本発明で提案する種々の手
段を備えたＤＲ用ＴＶカメラである。

７はＴＶカメラからのビデオ信号を走査モードに対して
、その通過帯域を１例えば走査モード０の場合は５ＭＨ
ｚに、走査ぞ−ド１〜３の場合は１０　Ｍ　Ｈｚにと制
限し、波形整形したのち量子化することによりデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換部、８は撮像管のガンマ（γ
）特性の補正や、リニアデータを対数データに変換する
データ補正、変換部であり、テーブルルックアップ方式
により実現する。また、８では上記のテーブルを参照す
る場合、（１）γ補正だけをする場合、（２）対数デー
タ変換だめをする場合、（３）γ補正、対数データ変換
の両者を行う場合１、（４）テーブルを全く参照しない
場合、の４通りの利用法が可能である。９は、８からの
デジタル化された映像信号に対する画像処理が表示・記
憶制御を行う画像制御部、１０は該画像制御部９の画像
出力を表示する表示部、１１は上記画像制御９の出力を
記憶・格納する記憶部である。

１２は５の光学レンズ部、６のＴＶカメラ、７のＡ／Ｄ
変換部、８のデータ補正・変換部、等画像の取込みを制
御する入力制御部、１３はＸ線発生制御部１、入力制御
部１２、画像制御部９を統合的に制御する統合制御部、
１４は該統合制御部１３に対して操作者から様々な指令
を入力したり、装置全体の状態をモニターする監視制御
卓である。

監視制御卓１４に、透視モード、あるいは撮影モードの
開始命令、及び撮影モード時には使用する走査モードも
合わせ入力すると統合制御１３は、その命令に従って、
Ｘ線発生・制御部１にＸ線発生指令、入力制御部１２に
画像入力開始指令１画像制御部９に画像取込み開始指令
を、それぞれ出力する。

Ｘ　ｇ　Ｉ制御部１は、Ｘ線発生指令を受けるとその内
容に従ってｘｌ管２にＸ線発生を指示し、ｘｉ管２から
の被検体３に対するＸ線照射が行なわれる。被検体３は
、Ｘ線ＩＩ４上にその体内状態により異なる様々なＸ線
像を作る。Ｘ線ＩＩはＸ線像が入る毎にその像を実時間
で光学像に変換する。

この光学像は５の光学レンズ部を介して６のＴＶカメラ
の入射光量は５の光量調節機構により、別途指定される
走査モードに対応した最適な光量に調整される。

入力制御部１２は、画像入力開始指令を受けるとその内
容に従って、光学レンズ部５．ＴＶカメラ６、Ａ／Ｄ変
換部７、データ補正・変換部８に対し必要な指示、およ
び画像入力開始指示を出す。

ＴＶカメラ６は入力制御部１２の画像入力指示を受ける
と、指定された走査モニドでＸ線ＩＩ４および光学レン
ズ部５の出力像のテレビ撮影と、Ａ／Ｄ変換部７．デー
タ補正・変換部８を経由しての画像制御部９へのテレビ
画像の入力を開始する。

画像制御９は統合制御部１３からの画像取込み開始指令
を受けると、その指令から画像処理の有無、内容、表示
の条件および記憶・格納の有無等を読取り、それに従っ
て必要な処理を行うとともに、表示部１ｏおよび記憶部
１１へ指示を出す。

表示部１０は、画像制御部９のモニタ出力を指示する表
示条件で画像表示する。なお、表示条件は、マニュアル
によっても、多少の調整が可能である。また、必要な場
合はこの表示部にレーザビームプリンタを準備し、ハー
ドコピーをとることが可能である。

記憶部１１は画像制御部９からの記憶指示を受けたとき
のみ、その画像データを記憶・格納する。

もちろん、この記憶部１１は、記憶媒体や記憶方式を選
択することによって、アナログ画像、デジタル画像、あ
るいは動画、静止画とも記憶が可能である。

第３図は実施例におけるＴＶカメラ６の構成図である。

２０は電磁収束、電磁偏向方式（以下。

Ｍ−Ｍ方式と略記する。）の１インチ撮像管であり、２
１はターゲットリング、２２はメツシュ電極ＧＤい２３
はビーム収束な極ＧＤ３．２４は加速電極ＧＤ、、２５
は一ビーム（電流）制御電極ＧＤユ、２６はカソード、
２７はフォカスコイル。

２８はアライメントコイル、２９は水平偏向コイル、３
０は垂直偏向コイル、３１は撮像管の負荷抵抗ＲＬ、３
２は前置増幅部、３３は主増幅部、３４はターゲット電
圧制御部、３５は高電気発生部、３６は偏向信号発生部
、３７はビーム電流制御部、３８はフォーカス制御部、
３９は同期信号第１図の監視制御卓１４によりモードが
指定され、電源が投入されると、２２〜２４の各電極の
ＧＤ４〜ＧＤ２には高電圧発生部３５により必要な高電
圧が、また撮像管のカソード２６及びヒータには必要な
電圧が印加され、指定された走査モード、例えばモード
０の状態となる。すなわち、第１図の監視制御卓１４に
て走査モード、及び透視か撮像かを指定すると、指定さ
れたモードを示す信号が制御部１３、入力制御部を介し
て第３図のＴＶカメラの制御部４０に伝達される。制御
部４０は各部に対して必要な指示を与える。これにより
、指定された走査モード（例えばモード０）に対応する
水平・垂直の各同期信号が同期信号発生部３９で発生し
、偏向信号発生部３６に送られる。３６では水平・垂直
各各偏向信号を発生し、水平・垂直偏向コイル２９．３
０に偏向電流を流す。また、上記走査モードに対応する
ターゲット電圧ＶＴがターゲット電圧制御部３４より撮
像管のターゲットリングへ印加され、ビーム電流制御像
管のビーム制御電極２５に印加される。また、上記走査
モードに対応するフォーカス電圧Ｅｘがフォーカス制御
部３８より発生し、フォーカスコイル２７に最適なフォ
ーカス電流を流す。また、同時に、前置増幅部３２では
上記モードに対応した増幅系統ＰＧが選択される。

第４図は実施例の前値増幅部３２を詳細に示す。

５０は電流−電圧変換部であり、撮像管２０からの信号
電流１００を電圧信号に変換・増幅する。

５１〜５３はそれぞれ利得が異なる増幅部であり、５１
は前述のＰＧ、、５２はＰＧ、、５３はＰＧ。

に対応する。５５はデコーダであり、制御部４０からの
上記増幅部ＰＧ□〜ＰＧ、の１つを選択する信号、すな
わち走査モードに対応した選択信号１０２．１０３をデ
ータコードし、指定された番号を出力する。５６−１〜
５６−３は選択スイッチＳ　Ｗｉ１〜５Ｗ１３をオン／
オフするためのバッファアンプであり、デコーダ５５で
デコードされた信号、すなわた指定された番号に対応す
る選択用スイッチをオンする。５４はビデオ信号用のバ
ッファアンプであり、電流−電圧変換部５０、選択され
た増幅部、例えば５１を経由したビデオ信号の波形整形
を行い、１０１のビデオ信号を次段の主増幅部３３に伝
送する。

第５図は実施例におけるターゲット電圧制御部３４の詳
細に示す。６０は電源部であり、可変抵抗器ＶＲ，。〜
ｖＲ０の接点位置により各走査モードに対応したターゲ
ット電圧ＶＴが設定されている。

例えば、Ｖ　Ｒ１０が走査モードＯに、Ｖ　Ｒ，１が走
査モード１に、ＶＲ，、が走査モード２に、ＶＲ，。

が走査モード３に対応させたとすると、撮像管Ａではそ
れぞれの出力は５０Ｖ、５０Ｖ、７０Ｖ。

９０Ｖとなる。６１はデコーダ、６２−０〜６２−３は
バッファアンプ、ＳＷ２゜〜ＳＷ２□はＶｔ選択用スイ
ッチであり、第４図で述べたデコーダ、バッファアンプ
、選択用スイッチと同様の働きをする。すなわち制御４
０からの走査モード選択信号１１１，１１２をデコード
し、その走査モードに対応したターゲット電圧を選択し
、負荷抵抗３１を経由して撮像管２０のターゲットリン
グ２１に印加する。

第６図は実施例における電流制御部３７の具体的構成を
示す。７０は電源部であり、可変抵抗器Ｖ　Ｒ）、〜Ｖ
　Ｒ３３の接点位置により各走査モードに対応したビー
ム電流制御電極電圧Ｅｃｚが設定されている。

例えば、ＶＲ３，〜ｖＲ１３をそれぞれ０〜３の走査モ
ードに対応さたとすると、撮像管Ａではそれぞれの出力
は３０Ｖ、３０Ｖ、３０Ｖ、２１Ｖとなる。

７１はデコーダ、７２−０〜７２−３はバッファアンプ
、５Ｗ３ｏＮＳＷ、はＥｃ１選択用スイッチであり、第
４図、あるいは第５図で述べたのと同様の働きをする。

すなわち、制御部４０からの走査モード選択信号１２１
，１２２をデコードし。

その走査モードに対応したビーム電流制御電極電圧を選
択し撮像管２０のビーム制御電極２５に印加する。

また、この回路はフォーカス制御部３８にもそのまま適
用可能である。但し、電源電圧の絶対値はフォーカス用
に合わせる必要があるのは言うまでもない。

第７図は実施例における制御部４０の具体的構成を示す
、１３０の信号は透視モード／撮影モードの選択信号で
あり、透視モーザ時には（Ｏ）。

撮影モード時には（１）となる。

１３１．１３２の信号は走査モード指定信号であり、走
査モード０では（０，０）、走査モード１では（０，１
）　、走査モード２では（１，Ｏ）、走査モード３では
（１，１）となる。

８２〜８４はメモリであり、そのアドレスは１３６．１
３７の両信号により指定され、リード／ライトの制御は
１３３〜１３５の各信号により実行される。また、メモ
リのデータとしてはターゲット電圧が８２に、ビーム電
流制御電圧が８３に。

フォーカス制御電圧が８４にストアされている。

このメモリのデータの書き換えは制御部４０から転送さ
れるデータライン１３８と上記のアドレス、及びライト
制御信号により実行される。

８５〜８７はＤ／Ａ変換器と増幅部であり、各メモリか
らのリードデジタルデータ１３９〜１４１をアナログ信
号に変換し、それぞれの信号を受信するターゲット制御
部３４、ビーム電流制御部３７．フォーカス制御部３８
で必要とする大きさまで増幅する。

上記のアドレス信号１３６，１３７は下記のようして決
定される。すなわち、８０．８１はＡＮＤゲートなので
、透視モード時には、走査モード指定信号のいかんにか
かわらず常にｔｏ、ｏｉとなる。

また、撮影モード時には、走査モード指定信号がそのま
まアドレス信号となる。

以上述べた第７図の実施例の場合は第５図、第６図の実
施例が不要となるのは明らかである。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、毎秒のコマ数と１画
像当りの走査線数の組合せによる複数の走査モードを有
するテレビカメラ装置において、各走査モード毎に最適
なターゲット電圧を印加する手段を設け、各走査モード
に対して高Ｓ／Ｎ、ダイナミックレンジ化を達成する。

また、必要な場合は上記の各走査モード毎に、最適なビ
ーム電流制御（電極）電圧、フォーカス制御電圧、等を
印加する手段、および前置増幅部の利得の異なる増幅系
統の選択手段を設ける。

以上により、より安定で良好な画像の取込みが可能とな
る画像入力装置、特に、実時間ＤＲ装置を実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の原理を示す撮像管のビ
ーム電流特性、第２図〜第７図は本発明の一実施例であ
り、第２図は実時間ＤＲ装置全体のブロック図、第３図
はテレビカメラ装置のプロ１：Ｘ線発生制御部、２：Ｘ
線管、３：被検体、４：Ｘ線蛍光増倍管（Ｘ！Ｉ　Ｉ）
　、　５　：光学レンズ系、６：テレヒセカメラ、７：
Ａ／Ｄ変換部。 ８：データ補正・変換部、９８画像制御部、１０：画像
表示部、１１：画像の記憶部、１２：入力制御部、１３
：総合制御部、１４：監視制御卓、２ｏ：撮像管、３２
：前置増幅部、３３：主増幅部、３４：ターゲット電圧
制御部、３５：高電圧発生部、３６：偏向信号発生部、
３７：ビーム電流制御部、３８：フォーカス制御部、３
９：同期信号発生部、４０：テレビカメラ装置の制御部
。 幅部の回路図、第５＠は撮像管のターゲット電圧制御部
の回路図、第６図は撮像管のビーム電流制御部の回路図
、第７図はテレビカメラ装置の制御部の／回路図である
。 符号の説明 躬 ！ 目（久） 第 １図（ｃ） Ｉｔノ１１１ 第７図（み） 七−ドｌ 第 目（リ モート３ ＥごＨｎ 第 固 第、５′目 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光学情報を電気信号に変換する阻止形光導電膜を備
   えた撮像管を用いたテレビカメラ装置による画像入力装
   置において、前記テレビカメラ装置は、１画像当りの走
   査線数あるいは毎秒の撮像枚数が異なる複数の走査モー
   ドを有し、その走査モード毎に上記撮像管に印加するタ
   ーゲット電圧を変化させる手段を含むことを特徴とする
   画像入力装置。 ２、前記テレビカメラ装置の複数の走査モードのうち、
   走査線数が１０００本以上の走査モードが少なくとも１
   つ以上有することを特徴とする請求項１に記載の画像入
   力装置。 ３、前記テレビカメラ装置は、走査モード毎に前置増幅
   部の利得を変化させる手段を更に有することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像入力装置。 ４、前記テレビカメラ装置は、走査モード毎に撮像管の
   ビーム電流制御電極電圧を変化させる手段を更に有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。 ５、前記のテレビカメラ装置は、走査モード毎に撮像管
   の電子フォーカスを変化させる手段を更に有することを
   特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。 ６、光学情報を電気信号に変換する阻止形光導電膜を備
   えた撮像管を用いたテレビカメラ装置による画像入力装
   置において、毎秒の撮像枚数が所定の値である第１の走
   査モードと、該第１の走査モードにり毎秒の撮像枚数が
   少ない第２の走査モードとを有し、かつ前記第２の走査
   モードでは上記撮像管に印加するターゲット電圧が前記
   第１の走査モードにおけるターゲット電圧より高いこと
   を特徴とする画像入力装置。 ７、光学情報を電気信号に変換する阻止形光導電流を備
   えた撮像管を用いたテレビカメラ装置による画像入力装
   置において、前記テレビカメラ装置の複数の走査モード
   のひとつが指定されると指定された走査モードを示す信
   号を発する操作卓と、前記複数の走査モードのそれぞれ
   について前記撮像管のターゲット電圧及び電子ビームの
   フォーカス制御電圧の組合せがそれぞれ記憶された記憶
   手段を含み、前記操作卓からの信号に応じて該記憶手段
   を読み出して前記ターゲット電圧及びフォーカス制御電
   気を自動的に設定する制御手段を有することを特徴とす
   る画像入力装置。 ８、被検体にＸ線を照射する線源と、前記被検体のＸ線
   像を光学像に変換する手段と、該光学像を電気信号に変
   換するテレビカメラ装置と、前記テレビカメラより得る
   電気信号により像を表示する表示手段と、前記電気信号
   による像を記録する記録手段とを有し、１画像あたりの
   Ｘ線照射量が少ない透視モードと、１画像あたりのＸ線
   照射量が多い撮像モードとを有するＸ線画像入力装置に
   おいて、前記透視モードのときより前記撮像モードのと
   きの方が前記テレビカメラ装置の撮像管のターゲット電
   圧を高くする制御手段を含むことを特徴とするＸ線画像
   入力装置。