JPH0522872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力の信号電流を一旦コンデンサにチ
ヤージし、このチヤージ電圧を後に読み出して信
号電流を計測する装置に関する。

Ｘ線CT（Computerized Tomography）装置に
おいては、測定物にＸ線を照射しその透過Ｘ線を
多数の電離箱で検知し、その信号に基づき測定物
に関する投影データを得るように構成している。
この場合、その装置には多チヤンネルの電離箱の
出力電流をそれぞれ計測する電流計測装置が用い
られている。従来の電流計測装置では、Ｘ線電離
箱より得られる透過Ｘ線強度に応じた電離電流
を、チヤンネルごとに電流・電圧変換し、これを
アナログ・デジタル変換器（以下AD変換器と略
す）でデジタル化している。この場合、電流・電
圧変換のために用いられているコンデンサには漏
れ電流が流れ込む可能性があり、また、このコン
デンサのチヤージ電圧を増幅する増幅器には無視
できないオフセツトがあるので、高精度計測を期
待するためにはこれらの誤差要素の補正が必要で
ある。

以上の点に基づいて、測定対象の信号電流以外
の不用な要素（以下、これらの誤差要素をオフセ
ツトと総称する）を取り除く手段を本出願人は特
願昭56−197912号にて開示したが、本発明は、こ
の手段を更に改良したものである。

特願昭56−197912号で開示した手段の動作を以
下に記す。

信号電流をチヤージ（積分）するためのコンデ
ンサは時刻t₁で放電され待機している。このよう
な状態で信号電流がコンデンサへ入力し、これを
積分してそのままホールドする。そして時刻t₂で
この積分電圧を次段に読み出すが、この読み出し
た積分電圧は、信号電流分の他に時刻t₁からt₂の
間にコンデンサへ流入出した漏れ電流などのオフ
セツト分を含んだものである。そこで、信号電流
を含むコンデンサ電圧の測定を行なつた後に、直
ちにコンデンサを放電させ、次に信号電流を含ま
ない、すなわち、オフセツト分のみの積分を時刻
t₁からt₂の間と等しい時間幅だけ行なう。そし
て、先に測定したオフセツト分を含む信号電流の
測定値から、このオフセツト分のみの積分値を減
算するようにして、真の信号電流を得ている。そ
して、この“オフセツトを含む信号電流の測定”
と“オフセツトのみの測定”を交互に繰り返えす
動作を行なうようにしている。

以上のような装置においては、次の点が判明し
た。

(イ) １つの信号電流を得るために、“オフセツト
を含む信号電流の測定”と“オフセツトのみの
測定”を１対で行なう必要があり、従つて測定
時間が長くなる。すなわち、電流計測装置の応
答性が悪い。

(ロ) オフセツトの変動は、時間的にゆるやかなも
のであるため、毎回オフセツトの測定をする必
要はない。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであ
り応答性の速い電流計測装置を提供しようとする
ものである。

本発明に係る電流計測装置の動作を要約する
と、まず、オフセツト（測定対象の信号電流を含
まない）のみを期間T_iだけ積分し、この積分値を
メモリに格納しておく。次にオフセツトを含む信
号電流を期間T_iに亘つて測定し、この値から前記
メモリに格納したオフセツト値を読み出してこれ
を減算し、真の信号電流を得る。以下、オフセツ
トを含む信号電流を期間T_iに亘つて測定するたび
に、この値から予めメモリに格納してある前記オ
フセツト値を読み出して、これを減算する動作を
繰り返えす。すなわち、オフセツトの測定回数を
非常に減らすことにより装置の応答性を速めるよ
うにしたものである。

以下図面に基づいて、本発明を詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る電流計測装置の一実施例
を示す要部構成図である。また第２図は、第１図
装置の各部の時間的動作関係を示すタイムチヤー
トである。第１図において、I₁〜I_oは、信号電流
を表わしＸ線CT装置で言えば、透過Ｘ線強度に
応じた電離電流である。このように、第１図の装
置は、多チヤンネルからなる多点電流計測装置の
１例である。C₁〜C_oは各信号電流I₁〜I_oを電圧に
変換するコンデンサである。S₁〜S_oはサンプリン
グスイツチを表わし各コンデンサC₁〜C_oの電圧
を選択して次段へ伝えるものである。なお、この
サンプリングスイツチは、図に示した複数個のス
イツチの代りにマルチプレクサで置き代えても良
い。S_rはリセツトスイツチを表わしコンデンサC₁
〜C_oの電荷を放電させる機能を有する。Ｕは増
幅器を表わし高入力インピーダンスでコンデンサ
C₁〜C_oの電圧を受けるとともに、これらの電圧
を適切な大きさにして次段へ伝えるものである。
３はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ・
Ｄ変換器、５と７はＡ・Ｄ変換器３からのデジタ
ル信号を記憶するメモリである。９と１１は演算
器であり、演算器９は、メモリ７内のデータを複
数個取り出し、その平均値を算出する機能を有
し、演算器１１はメモリ５と７のデータを取り出
し、その加減算を行なう機能を有する。なお、第
１図をＸ線CT装置として見れば、信号電流I₁〜
I_oの部分はＸ線検出器１内に構成されている。

コンデンサC₁〜C_oは各入力チヤンネルと回路
アース間に接続される。各コンデンサC₁〜C_oの
電圧は、サンプリングスイツチS₁〜S_oを介して増
幅器Ｕへ導入されるとともに、リセツトスイツチ
S_rの接点を経由して回路アースに接続される。増
幅器Ｕの出力は、Ａ・Ｄ変換器３を介して各メモ
リ５と７へ格納される。メモリ５と７の内容は適
宜演算器１１に取り出されて所定の演算が行なわ
れ、演算器１１の出力からオフセツトの除去され
た各信号電流I₁〜I_oが得られる。なお、各コンデ
ンサC₁〜C_oへ並列に加えられているi₁〜i_oは漏れ
電流を表わす。

以上のように構成された第１図装置の動作を第
２図を参照しながら説明する。

まず、信号電流I₁〜I_oが入力しない前の期間に
おいて、各チヤンネルにおけるオフセツト分を以
下のような順序で計測する。なお、第２図におい
て、各スイツチの動作を示す波形のうち“ハイ”
レベルの期間はスイツチがオンであり、“ロー”
レベルの期間はオフになつているものとする。

第２図に示す如く、リセツトスイツチS_rがP₁
にてオンになると同時に各サンプリングスイツ
チS₁〜S_oも皆オンに動作する。従つて各コンデ
ンサC₁〜C_oにチヤージされていた電荷は放電
されコンデンサの電圧はゼロとなる。

次に、スイツチS_r及びS₁〜S_oは皆オフとな
り、各コンデンサC₁〜C_oには、オフセツトに
基づく電流が流れ込み積分される。

各コンデンサC₁〜C_oが放電されてから時間
T₁後にまずサンプリングスイツチS₁がオンと
なり、コンデンサC₁の電圧が読み出され増幅
器ＵとＡ・Ｄ変換器３を介して、メモリ７に格
納される。

次に、各コンデンサC₁〜C_oが放電されてか
ら時間T₂後にサンプリングスイツチS₂がオン
となり、コンデンサC₂の電圧が読み出され、
その値は、上述と同様な経路を介してメモリ７
に格納される。

以下、上述と同様な動作により、各コンデン
サC₃〜C_oの電圧は総てメモリ７に格納される。

次に、再びリセツトスイツチS_rがP₂にてオン
になると同時に各サンプリングスイツチS₁〜S_o
も皆オンに動作し、コンデンサC₁〜C_oの電圧
はゼロとなる。

以下、〜の動作を繰り返えして、メモリ
７には、各チヤンネルにおけるオフセツトのデ
ータが次々と格納される。

以上の動作を繰り返えすことにより、メモリ
７には、コンデンサC₁〜C_oが放電してから各
コンデンサごとに定められた一定時間（T₁，
T₂，…T_o）における各チヤンネルのオフセツ
トデータが格納される。

次に、このメモリ７に格納されたデータを各
チヤンネルごとに取り出し、演算器９にて、そ
の平均値を出す。例えば、コンデンサC₁から
得たデータばかりを取り出して、その平均値を
出し、この第１チヤンネルのオフセツト分の平
均値を改めてメモリ７に格納する。

以下、同様な動作により、各チヤンネルごと
のオフセツト分の平均値を算出して、この平均
値をメモリ７へ格納する。

このようにして、本発明においては、信号電
流I₁〜I_oが入力しない期間の各チヤンネルごと
のオフセツト分の平均値を算出して、この値を
メモリに格納しておく。

一方信号電流I₁〜I_oは次のようにして測定す
る。

第２図に示す如く、リセツトスイツチS_rがP₃
にてオンになると同時に各サンプリングスイツ
チS₁〜S_oも皆オンに動作して各コンデンサC₁
〜C_oは放電される。

次に、第２図に示す如く、各信号電流I₁〜I_o
が各チヤンネルのコンデンサC₁〜C_oに流れ込
み電圧に変換される。

コンデンサC₁〜C_oが放電されてから時間T₁
後にスイツチS₁がオンとなり、コンデンサC₁
の電圧データが増幅器ＵとＡ・Ｄ変換器３を介
してメモリ５へ格納される。

次に時間T₂後にサンプリングスイツチS₂が
オンとなり、コンデンサC₂の電圧が読み出さ
れ、その値は、と同様な経路を介してメモリ
５へ格納される。

以下、、と同様な動作により、各コンデ
ンサC₃〜C_oの電圧は総べてメモリ５に格納さ
れる。

このメモリ５に格納された各チヤンネルの測
定データと、メモリ７に格納された各チヤンネ
ルのオフセツト分は、演算器１１に取り込ま
れ、そこで、演算処理をされて、オフセツト分
が除去された真の信号電流が取り出される。

以下、各チヤンネルの信号電流I₁〜I_oが流れ
込むごとに、予めメモリ７に格納されているオ
フセツト分を用いて、その補正演算を行なうよ
うな動作を繰り返えす。

なお、上述の説明では、メモリ５と７の内容を
取り出して演算する演算器１１は、デジタル演算
器の如く説明したが、アナログ的な演算器でも本
発明は成立する。もつとも、この場合には、演算
器１１の前段に、デジタル信号をアナログ信号へ
変換するためのＤ・Ａ変換器を設ける必要があ
る。

また、上述の説明では、メモリを２個別々に備
えるとして説明したが、アドレスを分けて使え
ば、１個のメモリとすることもできる。

以上述べたように、本発明によれば、各チヤン
ネルのオフセツト分を予め測定して記憶してお
き、信号電流を測定するごとに、この記憶してあ
るオフセツト分を補正計算用に用いているので、
従来の手段と比べ電流の測定時間を1/2に短縮す
ることができ、その結果、応答性の速い電流計測
装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電流計測装置の一実施例
を示す要部構成図、第２図は第１図装置の各部の
時間的動作関係を示すタイムチヤートである。 I₁〜I_o……信号電流、C₁〜C_o……コンデンサ、
S₁〜S_o……サンプリングスイツチ、S_r……リセツ
トスイツチ、Ｕ……増幅器、３……Ａ・Ｄ変換
器、５，７……メモリ、９，１１……演算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各チヤンネルの信号電流をチヤンネル毎に設
   けられたコンデンサにチヤージし、チヤージ電圧
   を後に読出して各信号電流を計測する装置におい
   て、 前記各コンデンサの電荷を或る時刻taで一斉に
   放電させるリセツトスイツチと、 各チヤンネル毎に設けられ、前記時刻taから各
   チヤンネル毎に定められた時間T1、T2、…Tn
   後に当該チヤンネルのコンデンサのチヤージ電圧
   を取り出すサンプリングスイツチと、 この各サンプリングスイツチで取り出されたチ
   ヤージ電圧に基づく電圧をデジタル信号に変換す
   るＡ・Ｄ変換器と、 平均値を演算する平均値演算器９と、 前記リセツトスイツチによる放電とサンプリン
   グスイツチによるサンプリング動作を複数回繰り
   返して、信号電流が流入していない状態における
   前記各コンデンサ毎のチヤージ電圧に基づくデジ
   ダル値を記憶するとともに、この記憶した各コン
   デンサ毎のデジタル値に前記平均値演算器で演算
   を加えて得られた各コンデンサ毎のチヤージ電圧
   の平均値を記憶するメモリと、 信号電流が流入した状態における各サンプリン
   グスイツチから取り出されたコンデンサのチヤー
   ジ電圧に基づくデジタル値から、メモリに記憶さ
   れた当該コンデンサに関する前記平均値を除去す
   る演算を行う演算器１１と、 を備えた電流計測装置。