JPH06245122A - Image pickup device - Google Patents
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はX線診断装置に関し、特
に、光電子増倍管からの光(像)を撮像する撮像装置と
してのCCDカメラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus, and more particularly to a CCD camera as an image pickup apparatus for picking up light (image) from a photomultiplier tube.
【0002】[0002]
【従来の技術】DF装置(デジタル・フルオログラフ
ィ;血管撮影装置)やX線テレビ寝台等、X線管球,光
電子増倍管(II;Image Intensifier ),撮像装置
(例えば、ビデオカメラ)及びビデオモニタを用いたX
線透視装置ではX線の透過量を光電子増倍管で光に変換
し、これをビデオカメラで撮像し、ビデオモニタで表示
する。2. Description of the Related Art A DF device (digital fluorography; angiography device), an X-ray TV bed, an X-ray tube, a photomultiplier tube (II; Image Intensifier), an imaging device (for example, a video camera), and a video. X with monitor
In the fluoroscope, the amount of X-rays transmitted is converted into light by a photomultiplier tube, and this is imaged by a video camera and displayed on a video monitor.
【0003】従来のビデオモニタの撮像素子として、サ
チコンと呼ばれる真空管を使ったものがよく用いられて
きたが、最近ではCCD(Charge Coupled Device ;電
荷結合素子)が用いられるようになりつつある。As an image pickup device of a conventional video monitor, a device using a vacuum tube called a Sachicon has been often used, but recently, a CCD (Charge Coupled Device) is being used.
【0004】CCDはサチコンと比べると多くの有利な
面があり、その中の1つとして、ダイナミックレンジが
広く、ハレーションを起こしにくいという特徴があるの
で、被写体を透過することなく光電子増倍管に入射され
た部分と、減衰の大きな被写体を透過してきた部分とを
同じ画面でハレーションを起こすことなく観察すること
ができる。The CCD has many advantages as compared with the SATICON, and one of them is that it has a wide dynamic range and is unlikely to cause halation, so that it can be used as a photomultiplier tube without passing through a subject. It is possible to observe the incident portion and the portion that has transmitted through the subject with large attenuation without halation on the same screen.
【0005】図8はCCDを用いたビデオカメラの従来
例である。図8において、光電子増倍管からの光はレン
ズ81を通ってCCD82上に結像する。CCD82上
の像はタイミング発生/CCD駆動部83により駆動さ
れスキャンされる。CCD82の1つのセルに対応する
光の強弱が電気信号に変換され、順次A/Dコンバータ
84に入力される。A/Dコンバータ84の出力は階調
変換回路85によってモニタのダイナミックレンジに合
うように階調変換され、D/Aコンバータ86に入力さ
れアナログ出力として出力される(図8ではデジタル出
力としても出力することができる構成となっている)。FIG. 8 shows a conventional example of a video camera using a CCD. In FIG. 8, the light from the photomultiplier tube passes through the lens 81 and forms an image on the CCD 82. The image on the CCD 82 is driven by the timing generation / CCD drive unit 83 and scanned. The intensity of light corresponding to one cell of the CCD 82 is converted into an electric signal and sequentially input to the A / D converter 84. The output of the A / D converter 84 is subjected to gradation conversion by the gradation conversion circuit 85 so as to match the dynamic range of the monitor, and is input to the D / A converter 86 and output as an analog output (also output as a digital output in FIG. 8). It has a configuration that can be).
【0006】図9はCCDビデオカメラを用いたX線透
視装置の一例である。図9でX線管91からのX線はX
線発生制御部92により線量を制御され、寝台93上の
被検者Pに対して曝射される。被検者Pを透過した透過
X線量は光電子増倍管で光に変換され光学系(図示せず
(図8のレンズ81に相当))を経てCCDカメラ95
に入力する。FIG. 9 shows an example of an X-ray fluoroscope using a CCD video camera. In FIG. 9, the X-ray from the X-ray tube 91 is X.
The dose is controlled by the line generation control unit 92, and the subject P on the bed 93 is exposed. The transmitted X-ray dose transmitted through the subject P is converted into light by the photomultiplier tube and is passed through the optical system (not shown (corresponding to the lens 81 in FIG. 8)) to the CCD camera 95.
To enter.
【0007】CCDカメラ95では、例えば、上述した
図8の場合と同様にして、アナログ信号またはデジタル
信号を出力する。そして、アナログ信号出力の場合はそ
のままビデオモニタ96に入力され、診断画像としてモ
ニタ96上に表示される。The CCD camera 95 outputs, for example, an analog signal or a digital signal in the same manner as in the case of FIG. 8 described above. Then, in the case of an analog signal output, it is directly input to the video monitor 96 and displayed as a diagnostic image on the monitor 96.
【0008】また、デジタル信号出力の場合は、例え
ば、デジタル画像処理装置97に入力され、画像処理を
施されてからD/A変換されてアナログ信号としてビデ
オモニタに入力され、診断画像としてモニタ上に表示さ
れる。In the case of digital signal output, for example, the signal is input to the digital image processing device 97, subjected to image processing, D / A converted, and input as an analog signal to the video monitor, and then as a diagnostic image on the monitor. Is displayed in.
【0009】このようなCCDを撮像素子として用いた
ビデオカメラでは、上述したように、ダイナミックレン
ジが広いのでハレーションを起こしにくいという特徴が
あるが、ビデオモニタのダイナミックレンジがあまり広
くとれないため、従来の技術では階調変換回路を設けて
A/D変換後のデジタルデータに対してモニタのダイナ
ミックレンジに合うように階調変換を行っていた。As described above, a video camera using such a CCD as an image pickup element has a characteristic that it is hard to cause halation because it has a wide dynamic range. In the above technology, a gradation conversion circuit is provided and the gradation conversion is performed on the digital data after A / D conversion so as to match the dynamic range of the monitor.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術ではモニタのダイナミックレンジに合うように
階調変換を行うと一律な階調となり、コントラストのな
い画面となるという問題点があった。However, the above-mentioned conventional technique has a problem that if the gradation conversion is performed so as to match the dynamic range of the monitor, the gradation becomes uniform and the screen has no contrast.
【0011】例えば、表示された画像にたいし所望のコ
ントラストを強調した像を得ようとしても自動的にその
ような像を得ることができず、手動による繁雑な操作を
要し、その場合でも必ずしも所望のコントラストを得る
ことができるとは限らないという不都合があった。For example, even if an image in which a desired contrast is emphasized with respect to the displayed image is to be obtained, such an image cannot be automatically obtained, and a complicated manual operation is required. There is an inconvenience that it is not always possible to obtain a desired contrast.
【0012】本発明は、上記問題点及び不都合に鑑みて
なされたものであり、X線診断装置において、適切な階
調変換を自動的に行うことにより、画像に所望のコント
ラストを与え得る撮像装置(CCDカメラ)を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems and inconveniences, and in an X-ray diagnostic apparatus, an image pickup apparatus capable of giving a desired contrast to an image by automatically performing an appropriate gradation conversion. It is intended to provide (CCD camera).
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の撮像装置は、入射光から第1及び第2の入
射光を得て、該第1の入射光を結像させて光学像を得る
光学系と、光学像を電気信号に変換して第1の電気信号
を得る第1の電荷結合素子と、第2の入射光から所定空
間周波数以下の低空間周波数成分を分離して出力する光
フィルタ手段と、低空間周波数成分を電気信号に変換し
て第2の電気信号を得る第2の電荷結合素子と、第1及
び第2の電荷結合素子を同期させ駆動する同期・駆動手
段と、第1及び第2の電気信号を入力し、該第1の電気
信号から第2の電気信号を差引く減算手段と、減算手段
による減算結果に対して階調変換を行う階調変換手段
と、を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the image pickup apparatus of the present invention obtains first and second incident light from incident light and forms an image of the first incident light. An optical system for obtaining an optical image, a first charge-coupled device for converting the optical image into an electric signal to obtain a first electric signal, and a low spatial frequency component of a predetermined spatial frequency or lower from the second incident light are separated. And a second charge-coupled device for converting the low spatial frequency component into an electric signal to obtain a second electric signal, and a synchronization / driving device for synchronizing and driving the first and second charge-coupled devices. Driving means, subtracting means for inputting the first and second electric signals and subtracting the second electric signal from the first electric signal, and gradation for performing gradation conversion on the subtraction result by the subtracting means And a conversion means.
【0014】[0014]
【作用】上記構成により本発明の撮像装置は、光学系に
より入射光から第1及び第2の入射光を得て、該第1の
入射光を結像させて光学像を得て、第1の電荷結合素子
により光学像を電気信号に変換して第1の電気信号を得
て、光フィルタ手段により第2の入射光から所定空間周
波数以下の低空間周波数成分を分離して出力し、第2の
電荷結合素子により低空間周波数成分を電気信号に変換
して第2の電気信号を得る。With the above arrangement, the image pickup apparatus of the present invention obtains the first and second incident lights from the incident light by the optical system, forms the first incident light to obtain the optical image, and The charge coupled device converts the optical image into an electric signal to obtain a first electric signal, and the optical filter means separates a low spatial frequency component equal to or lower than a predetermined spatial frequency from the second incident light and outputs the low spatial frequency component. The second charge coupled device converts the low spatial frequency component into an electric signal to obtain a second electric signal.
【0015】そして、同期・駆動手段により第1及び第
2の電荷結合素子を同期させ駆動し、減算手段により第
1及び第2の電気信号を入力し、該第1の電気信号から
第2の電気信号を差引き、階調変換手段により減算手段
による減算結果に対して階調変換を行う。Then, the synchronizing / driving means synchronizes and drives the first and second charge-coupled devices, and the subtracting means inputs the first and second electric signals, and the first and second electric signals are input. The electric signal is subtracted, and the gradation conversion unit performs gradation conversion on the subtraction result of the subtraction unit.
【0016】[0016]
【実施例】図1は本発明に基づく撮像装置の一実施例の
構成を示すブロック図であり、撮像装置としてのCCD
カメラは、入射光aを収束するレンズ1,レンズ1を経
た入射光aを分光するハーフミラー2,及びレンズ3か
らなる光学系と、レンズ3によって結像された光学像を
電気信号dに変換して逐次出力するCCD5と、復屈折
性レンズ4と、復屈折性レンズ4によって結像された光
学像を電気信号eに変換して逐次出力するCCD6と、
CCD5およびCCD6を同期させて駆動するタイミン
グ発生・駆動部7と、減算器8と、係数K入力手段9及
び階調変換器10からなる階調変換手段と、を有してい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image pickup device according to the present invention, which is a CCD as an image pickup device.
The camera converts an optical image formed by the lens 3 into an electric signal d, and an optical system including a lens 1 that converges the incident light a, a half mirror 2 that disperses the incident light a that has passed through the lens 1, and a lens 3. A CCD 5 that sequentially outputs the birefringent lens 4 and a CCD 6 that converts the optical image formed by the birefringent lens 4 into an electric signal e and sequentially outputs the electric signal e.
It has a timing generating / driving unit 7 for driving the CCD 5 and the CCD 6 synchronously, a subtractor 8, and a gradation converting unit composed of a coefficient K input unit 9 and a gradation converter 10.
【0017】図1において、入射光aはレンズ1で収束
されてハーフミラー2に入射し、ハーフミラー2により
分光され、一方はハーフミラー2を透過してレンズ3に
入射し、レンズ3によってCCD5上に結像する。他の
一方はハーフミラー2により反射されて復屈折性レンズ
4に入射する。屈折性レンズ4を経た入射光(光学像)
は空間周波数的にローパスフィルタがかけられた光成分
となるので、復屈折性レンズ4により入射光cの低周波
成分(空間周波数の低い方の光をいう)が分離され、そ
の低周波成分がCCD6上に結像する。In FIG. 1, the incident light a is converged by the lens 1 and is incident on the half mirror 2 and is dispersed by the half mirror 2. One of them is transmitted through the half mirror 2 and is incident on the lens 3, and the CCD 5 is transmitted by the lens 3. Image on top. The other one is reflected by the half mirror 2 and enters the birefringent lens 4. Incident light (optical image) that has passed through the refractive lens 4
Is a light component that is low-pass filtered in terms of spatial frequency, so that the low-frequency component of the incident light c (which means the light with the lower spatial frequency) is separated by the birefringent lens 4 and the low-frequency component is An image is formed on the CCD 6.
【0018】CCD5はレンズ3によって結像された入
射光bを電気信号dに変換して逐次出力する(図2にC
CD5の出力から得られる画像の例を示し、図4に図2
の画像上の線分Aの部分についてのプロファイルを示
す)。The CCD 5 converts the incident light b imaged by the lens 3 into an electric signal d and sequentially outputs it (C in FIG. 2).
An example of an image obtained from the output of CD5 is shown in FIG.
The profile about the part of the line segment A on the image of FIG.
【0019】また、CCD6は屈折性レンズ4によって
結像された入射光cを電気信号eに変換して逐次出力す
る(図5にローパス画像上の図2中の線分Aに対応する
部分についてのプロファイルを示す)。この場合、CC
D6は空間周波数のあまり高くない画像を扱うので、C
CD5より空間分解能が低い素子でもよい。Further, the CCD 6 converts the incident light c imaged by the refractive lens 4 into an electric signal e and sequentially outputs the electric signal e (for the portion corresponding to the line segment A in FIG. 2 on the low-pass image in FIG. 5). Shows the profile). In this case CC
Since D6 handles images whose spatial frequencies are not too high, C
An element having a lower spatial resolution than CD5 may be used.
【0020】タイミング発生・駆動部7はタイミング信
号を発生してCCD5及びCCD6を同期させて駆動
し、同じ位置に対応する画素をCCD5及びCCD6か
ら同時に出力させる。The timing generating / driving unit 7 generates a timing signal to drive the CCD 5 and CCD 6 in synchronism with each other so that the pixels corresponding to the same position are simultaneously output from the CCD 5 and CCD 6.
【0021】減算器8はCCD5及びCCD6からの出
力信号d,eを入力し、CCD5の出力信号dからCC
D6の出力信号eを減算する。このとき、CCD6の出
力信号eは係数K入力手段によって入力される係数Kに
よってK倍される。減算器8の出力は階調変換器10に
入力される。The subtracter 8 inputs the output signals d and e from the CCD 5 and CCD 6, and outputs the CC from the output signal d of the CCD 5.
The output signal e of D6 is subtracted. At this time, the output signal e of the CCD 6 is multiplied by K by the coefficient K input by the coefficient K input means. The output of the subtractor 8 is input to the gradation converter 10.
【0022】階調変換器10では、例えば、図7のよう
な変換を行い、階調変換された信号を出力する。ここ
で、図3は階調変換器10の出力から得られた画像の例
であり、図2に示す画像からローパス画像を差引いて階
調変換した画像である。また、図4は図3の画像上の線
分Bの部分についてのプロファイルである。The gradation converter 10 performs conversion as shown in FIG. 7, for example, and outputs a gradation-converted signal. Here, FIG. 3 is an example of an image obtained from the output of the gradation converter 10, and is an image obtained by gradation conversion by subtracting a low-pass image from the image shown in FIG. Further, FIG. 4 is a profile for a portion of the line segment B on the image of FIG.
【0023】従って、本発明によればハレーションを抑
制し、かつコントラストのある階調変換を行い得る。な
お、上記実施例において、減算器、階調変換器等はオペ
アンプ等を用いて実現することができる。また、CCD
からの出力をデジタルデータに変換してデジタル回路技
術によっても上記減算器、階調変換器等を実現すること
ができる。以上本発明の一実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形実施が可能であることはいうまでもない。Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress halation and perform gradation conversion with contrast. In the above embodiment, the subtractor, the gradation converter, etc. can be realized by using an operational amplifier or the like. Also CCD
The above subtracter, gradation converter, etc. can be realized by converting the output from the above into digital data and using digital circuit technology. The embodiment of the present invention has been described above.
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiment and various modifications can be made.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように本発明のCCDカメ
ラによれば、適切な階調変換によってハレーションを起
こさず、且つコントラストがあり、画面のフレーム遅れ
を生じさせない画像信号をモニタに送出することができ
る。また、コントラストのある画像を提供できることか
ら画像の濃度分解能が向上する。さらに、画像の分解能
が向上により、より検査しやすい画像が提供されること
となり検査時間の短縮による診断能率の向上に寄与し得
る。As described above, according to the CCD camera of the present invention, an image signal which does not cause halation by proper gradation conversion, has contrast, and does not cause frame delay of the screen is sent to the monitor. You can Further, since it is possible to provide an image with contrast, the density resolution of the image is improved. Further, since the resolution of the image is improved, an image that can be more easily inspected is provided, which can contribute to the improvement of diagnostic efficiency by shortening the inspection time.
【0025】例えば、本発明の撮像装置を図9に示すよ
うなX線診断装置の撮像装置(CCDカメラ)として用
いた場合、下肢の造影撮影においてもハレーションの抑
制された画像を観察することができるので、ハレーショ
ンを抑制するため従来行っていたような股間へのX線補
償フィルタを挿入するといったような手間を省くことが
でき、オペレータの負担を軽減することができる。For example, when the image pickup apparatus of the present invention is used as an image pickup apparatus (CCD camera) of an X-ray diagnostic apparatus as shown in FIG. 9, an image in which halation is suppressed can be observed even in contrast imaging of the lower limbs. Therefore, in order to suppress halation, it is possible to save labor such as inserting an X-ray compensation filter in the crotch, which has been conventionally performed, and to reduce the burden on the operator.
【0026】同様にPTCA手法(経皮的環状動脈形成
術)などにおいても肺野部分のハレーションが抑制され
たコントラストのある見やすい画像を観察することがで
き、カテーテルの操作がしやすくなる。Similarly, in the PTCA method (percutaneous angioplasty) or the like, it is possible to observe an easily visible image with contrast in which the halation of the lung field is suppressed, and the operation of the catheter is facilitated.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明に基づく撮像装置(CCDカメラ)の一
実施例の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an image pickup device (CCD camera) according to the present invention.
【図2】第1の電荷結合素子(CCD)の出力から得ら
れる画像の例である。FIG. 2 is an example of an image obtained from the output of a first charge coupled device (CCD).
【図3】階調変換器10の出力から得られた画像の例で
ある。FIG. 3 is an example of an image obtained from the output of the gradation converter 10.
【図4】図2の画像上の線分Aの部分についてのプロフ
ァイルである。FIG. 4 is a profile for a portion of a line segment A on the image of FIG.
【図5】ローパス画像上の図2中線分Aに対応する部分
についてのプロファイルである。5 is a profile of a portion corresponding to the line segment A in FIG. 2 on the low-pass image.
【図6】図4の画像上の線分Cの部分についてのプロフ
ァイルである。6 is a profile for a portion of a line segment C on the image of FIG.
【図7】階調変換器による階調変換の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of gradation conversion by a gradation converter.
【図8】CCDを用いたビデオカメラの従来例である。FIG. 8 is a conventional example of a video camera using a CCD.
【図9】CCDビデオカメラを用いたX線透視装置の一
例である。FIG. 9 is an example of an X-ray fluoroscope using a CCD video camera.
1,3 レンズ(光学系) 2 ハーフミラー(光学系) 4 復屈折性レンズ(光フィルタ手段) 5 CCD(第1の電荷結合素子) 6 CCD(第2の電荷結合素子) 7 タイミング発生・駆動部 8 減算器 9 係数K入力手段 10 階調変換器(階調変換手段) 1, 3 Lens (Optical System) 2 Half Mirror (Optical System) 4 Birefringent Lens (Optical Filter Means) 5 CCD (First Charge Coupled Device) 6 CCD (Second Charge Coupled Device) 7 Timing Generation / Drive Part 8 Subtractor 9 Coefficient K input means 10 Gradation converter (gradation conversion means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 5/66 A 9068−5C ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04N 5/66 A 9068-5C
Claims (1)
て、該第1の入射光を結像させて光学像を得る光学系
と、 前記光学像を電気信号に変換して第1の信号を得る第1
の電荷結合素子と、 前記第2の入射光から所定空間周波数以下の低空間周波
数成分を分離して出力する光フィルタ手段と、 前記低空間周波数成分を電気信号に変換して第2の信号
を得る第2の電荷結合素子と、 前記第1及び第2の電荷結合素子を同期させ駆動する同
期・駆動手段と、 前記第1及び第2の信号を入力し、該第1の信号から第
2の信号を差引く減算手段と、 前記減算手段による減算結果に対して階調変換を行う階
調変換手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。1. An optical system that obtains first and second incident light from incident light and forms an optical image by forming an image of the first incident light; and an optical system that converts the optical image into an electric signal. 1st to get the signal of 1
Charge-coupled device, optical filter means for separating and outputting low spatial frequency components below a predetermined spatial frequency from the second incident light, and converting the low spatial frequency component into an electric signal to generate a second signal. A second charge-coupled device to be obtained, a synchronization / driving means for synchronizing and driving the first and second charge-coupled devices, the first and second signals, and the second signal from the first signal An image pickup apparatus comprising: a subtracting unit that subtracts the signal of 1. and a gradation converting unit that performs gradation conversion on the subtraction result of the subtracting unit.
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JP5027068A JPH06245122A (en) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | Image pickup device |
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JP5027068A JPH06245122A (en) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | Image pickup device |
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JPH06245122A true JPH06245122A (en) | 1994-09-02 |
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Family Applications (1)
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JP5027068A Pending JPH06245122A (en) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | Image pickup device |
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JP (1) | JPH06245122A (en) |
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