JPH11174992A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像表示特性をフィルムによる画像表示特性
と同等に表示できるようにした画像表示装置を経済的に
提供する。 【解決手段】 ディジタル画像を表示する画像表示装置
に、光源３６と光源を含まない透過型の画像表示部３１
で構成されたものを用いることで、医療画像診断等にお
いて従来より用いられてきたシャウカステンや自然光を
光源として用いることを可能にする。そして、画像表示
部３１の空間解像度や階調、光の透過率特性をフィルム
と同等にすることで、その画像表示特性をフィルムによ
る画像表示特性と同等にする。これにより、約１世紀に
わたって蓄積されてきたフィルム画像診断のノウハウや
知識を損なうことなく、種々の利点を有する画像表示装
置を経済的に提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムと同等の
画像表示特性を有し、特に医療分野等で用いられる放射
線画像等を表示する場合に好適な画像表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】［フィルムベースの画像表示］医療分野
では、１８９５年ドイツのＣ．Ｒｏｅｎｔｇｅｎによる
Ｘ線の発見以来、人体内部を透視する手段としてＸ線を
用いた放射線画像が約１世紀にわたって診察、診断など
に使われてきた。このなかでＸ線フィルムと蛍光スクリ
ーンを用いたＸ線単純検査法は最も普及している検査法
である。この検査法は、Ｘ線源と蛍光スクリーンを塗布
あるいは密着させたＸ線フィルムを用いて行われる。ま
ずＸ線源とＸ線フィルムの間に人体など被検査対象を置
きＸ線を照射する。被検査対象を透過したＸ線はＸ線フ
ィルム上の蛍光スクリーンに到達する。蛍光スクリーン
では照射されるＸ線量に応じて可視光が発生し、この可
視光がフィルムを露光する。ここで、Ｘ線フィルムに到
達するＸ線量が多ければ蛍光スクリーンの発生可視光量
が増大し、その背後に置かれたフィルム中の銀鉛の黒化
度（フィルム濃度と呼ばれる）が増して濃度が濃く見
え、逆にＸ線量が少なければ発生可視光量が減少して黒
化度が減り濃度が薄く見える。このようにＸ線フィルム
を用いた検査法は、被検査対象の透過Ｘ線像をフィルム
上に焼き付けることによって人体の解剖学的な３次元構
造を２次元のモノクロ画像に置き換えて観察するもので
ある。このようなＸ線単純検査法は方法自体が簡易であ
ること、フィルムの解像度が極めて高いことから、今日
まで広く普及しており、この検査法をベースにした膨大
な医学診断のための知識が蓄積されるに至っている。フ
ィルム上に投影されたモノクロ画像の観察には、シャウ
カステンと呼ばれる複数の蛍光灯を並列に配置したビュ
ーワーを使用する。このビューワー上に現像、定着など
化学処理を施したＸ線フィルムを置き、フィルムの透過
光を直接見ることによってＸ線画像を観察するのであ
る。

【０００３】Ｘ線フィルム画像による医療診断は長い歴
史を持ち、医療現場に深く浸透している。小さな診療所
から大病院の何百という診察室に至るまでシャウカステ
ンが設置され、医師の必要に応じて医療施設内であれば
時間・場所を問わずＸ線フィルムを観察することが可能
となっている。さらにＸ線フィルムはシャウカステンを
光源とする必然性はなく、シャウカステン以外の太陽光
や照明灯など他の光源にかざして観察することもでき、
様々な角度からフィルム画像を評価することにより、よ
り正確な診断を下すことができる。

【０００４】［フィルムベース画像表示の問題点］この
ようにフィルムによるＸ線画像診断は診断のためのノウ
ハウも含めた膨大な情報が約１世紀にわたって蓄積され
ており、現在の医療では必要不可欠なものとなってい
る。しかしながら長期にわたって使われてきた診断法で
あるがゆえの問題もいくつか指摘されている。まず、Ｘ
線フィルム作成時には、Ｘ線によってフィルムを露光し
た後に現像、定着、洗浄など化学処理を必要とするた
め、Ｘ線検査を行なってからＸ線フィルム画像を得るの
に時間を要するという問題がある。また、検査を行った
Ｘ線フィルムは一定期間の保存（数年）が法的に義務づ
けられているが、通常用いられるＸ線フィルムは８ｉｎ
ｃｈ×１０ｉｎｃｈと比較的大きいため、日々大量に作
り出されるＸ線フィルムの保存には膨大なスペースを要
するという問題もある。さらに、Ｘ線フィルムは比較的
重いため、多数枚のフィルムを手軽に持ち歩くことは困
難であり、モビリティが低いという問題がある。

【０００５】［電子ベースの画像表示］以上に示したフ
ィルムベースのＸ線画像診断における問題点を解決する
ために、Ｘ線画像のディジタルデータ化の検討がなされ
ている。これは、通常の方法でＸ線フィルム上に記録さ
れたＸ線画像をフィルムディジタイザを用いてディジタ
ルＸ線画像に変換したり、さらには、フィルムの代わり
に輝尽性蛍光体を塗布したイメージングプレートを用
い、これに蓄積されたＸ線照射エネルギーをレーザ光で
直接読み出すことによってフィルムを介さずに直接ディ
ジタルＸ線画像を得たりするものである。このようにＸ
線画像をディジタルデータ化すれば、Ｘ線画像の保存、
処理、検索などはコンピュータ技術用いて格段に容易に
なる。さらには病院内の複数のコンピュータやデータベ
ースをネットワークを介して接続することにより、重い
フィルムを持ち歩くことなく、時間・場所を問わずにＸ
線画像を検索、取得、表示することが可能となる。ディ
ジタルデータ化されたＸ線画像の表示には通常ＣＲＴデ
ィスプレイが用いられる。

【０００６】［電子ベースの画像表示の問題点］ＣＲＴ
ディスプレイは入力アナログ信号で変調された電子ビー
ムを蛍光塗料が塗布された表示面上で走査することによ
り画像表示を行う。これは、表示面上の蛍光塗料に電子
ビームが当たるとその強度に応じた可視光が発生する現
象を利用している。ＣＲＴディスプレイで医療画像に要
求される高精細な画像を得るためには、電子ビーム源と
表示面間の距離を大きくし、電子ビームの走査角を小さ
くして、収差による電子ビーム拡がりを小さくする必要
がある。これは、高精細な画像表示が可能なＣＲＴディ
スプレイは表示面に比べて奥行きが大きくなることを意
味している。このようなＣＲＴディスプレイをＸ線画像
表示装置として用いる場合の問題点がいくつか指摘され
ている。

【０００７】まず、通常Ｘ線画像による診断は、患者の
プライバシ保護の問題もあり狭い部屋で患者と医者とが
１対１で対面する状況で行われる。奥行きが大きな医療
診断用ＣＲＴディスプレイは狭い診察室への設置が難し
いという問題がある。次に、ＣＲＴディスプレイは、従
来のシャウカステンとフィルムを用いて得られる画像に
比べて、その輝度が約１桁低いという問題がある。ま
た、従来のＸ線フィルムをシャウカステン上に置くこと
により得られる画像輝度の対数値とフィルム濃度とは線
形関係にあるが、ＣＲＴの管面輝度の対数値はＣＲＴデ
ィスプレイへの入力信号値に対して非線形特性となる。
この入出力特性の相違が表示されたＸ線画像、ひいては
画像診断に微妙に影響を与えるという問題がある。さら
に、ＣＲＴディスプレイを用いた画像診断は、Ｘ線フィ
ルムを用いた診断のようにシャウカステン以外の太陽光
や照明灯など他の光源にかざして観察するなどして様々
な角度から画像を評価することが困難であり、医師が永
年培ってきた画像診断形態とは異なるためＣＲＴディス
プレイによる画像診断には違和感が生じるという問題が
ある。ＣＲＴディスプレイを用いた画像診断が導入され
ると医療現場の隅々に行き渡っているシャウカステンや
ライトボックスなどフィルム画像表示用光源が不用とな
るため、多額の導入損が生じるという問題もある。

【０００８】図６では、以上で述べたＸ線画像による診
断の従来例の流れを模式的に示している。一方の流れ
は、フィルムベースの画像表示による診断の流れであ
り、Ｘ線像をフィルム１０１に焼き付け、これをシャウ
カステン１０２に置いてその透過光を直接見て診断を行
う。他方の流れは電子ベースの画像表示による診断の流
れであり、イメージングプレート上のＸ線像をレーザ光
で直接読み出してディジタル化し、あるいは上記のフィ
ルム１０１をデジタイザ１０３を用いてディジタル化
し、コンピュータ１０４で画像処理して保存し、必要に
応じて取り出して画像表示装置１０５に表示して診断を
行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これまで述べた従来技
術の問題点をまとめる。

【００１０】まず、従来より行われてきたＸ線フィルム
による画像診断では、Ｘ線フィルムを得るまでに化学処
理を必要とするため、Ｘ線検査からＸ線フィルム画像取
得まで時間を要するという問題があった。また、Ｘ線フ
ィルムは８ｉｎｃｈ×１０ｉｎｃｈと比較的大きいた
め、Ｘ線フィルムの保存には膨大なスペースを要すると
いう問題もあった。さらに、Ｘ線フィルムは比較的重い
ため、多数枚のフィルムを手軽に持ち歩くことは困難で
あり、モビリティも低いという問題があった。

【００１１】上記Ｘ線フィルムによる画像診断の問題点
を解決するために、Ｘ線画像をディジタルデータとし、
これをＣＲＴディスプレイに表示することによって画像
診断を行うようにした場合では、まず、ＣＲＴディスプ
レイは、従来のシャウカステンとフィルムを用いて得ら
れる画像に比べて、その輝度が約１桁低いという問題が
あった。また、従来のＸ線フィルムの画像表示特性とＣ
ＲＴディスプレイの画像表示特性とが異なるためＸ線画
像診断に微妙に影響を与えるという問題があった。ま
た、Ｘ線画像診断に必要な精度を有する奥行きが大きな
医療診断用ＣＲＴディスプレイを狭い診察室へ設置する
のが困難であるという問題があった。さらに、ＣＲＴデ
ィスプレイを用いた画像診断は、医師が永年培ってきた
画像診断形態とは異なるため診断時には違和感が生じる
という問題もあった。ＣＲＴディスプレイによる画像診
断の導入時には大量に現存するフィルム画像表示用光源
が不用となるため、多額の導入損が生じるという問題も
あった。

【００１２】本発明は、医療画像診断などの分野におい
て、Ｘ線画像等をディジタル化して表示する場合、その
画像表示特性をフィルムによる画像表示特性と同等にし
て、約１世紀にわたって蓄積されてきたフィルム画像診
断のノウハウや知識を損なうことなく表示できるように
した画像表示装置を経済的に提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明による画像表示装置は、２次元平面上に配置
された複数画素の光透過率を外部からの信号により個別
に制御できる画像表示部と、発光源と光拡散板あるいは
蛍光板により前記画像表示部の裏面から表面に向けて光
を照射する光源とから構成され、前記光源の光拡散板あ
るいは蛍光板と前記画像表示部の表示面とが平行かつ近
接して固定され、前記画像表示部の透過光を直接観測す
る画像表示装置において、前記画像表示部で表示される
画素数が横方向あるいは縦方向あるいはその両方で２０
００以上であることを特徴とする。この発明では、空間
解像度をフィルムと同等にして画像表示特性を改善す
る。

【００１４】また、前記画像表示部は、積層された複数
の液晶層から各画素が構成され、前記液晶層のそれぞれ
の透過率が個別に制御できる電極構造を有することを特
徴とする。この発明では、多階調化によりコントラスト
をフィルムと同等にして画像表示特性を改善する。

【００１５】また、前記画像表示部は、各画素の透過率
Ｔと入力信号値Ｄがその使用領域においてＴ＝１０^-kD
（ｋは任意正数）なる関係を有するものであることを特
徴とする。この発明では、光源光／透過光の入出力特性
（透過率特性）をフィルムと同等にして画像表示特性を
改善する。

【００１６】また、前記画像表示部は、光入力面と光出
力面の一方または両方に反射防止膜を備えることを特徴
とする。この発明では、反射防止膜により光源との間の
多重反射や周囲光の反射を抑えて画像表示特性を改善す
る。

【００１７】また、前記画像表示部と前記光源とを着脱
する機構を具備することを特徴とする。この発明では、
光源含まない表示装置として従来のシャウカステンや自
然光の透過光で診断可能とする。

【００１８】さらに、前記画像表示部は、表示する画像
の１枚あるいは複数枚分の情報を格納する不揮発性のメ
モリを有することを特徴とする。この発明では、画像を
格納した画像表示部を持ち運べるようにして、画像モビ
リティを向上させる。

【００１９】本発明では、外部からの入力信号により画
素毎に透過率を制御できる光源（バックライト）を含ま
ない画像表示部を用いて、この画像表示部に光源からの
光を透過させて画像を見ることにより、従来より用いら
れてきたシャウカステンや自然光を光源として用いるこ
とを可能とし、経済性および従来のフィルムと同等の操
作性を実現する一方、画像表示部の空間解像度や階調、
光透過の入出力特性をフィルムと同等にすることで、画
像表示特性をフィルムによる画像表示特性と同等にする
ことにより、約１世紀にわたって蓄積されてきたフィル
ム画像診断のノウハウや知識を損なうことなく、種々の
利点を有するディジタル医療画像表示装置を提供する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、図を用いて本発明の具体
的な実施の形態を示す。

【００２１】［実施形態例１］図１は本発明の第１の実
施形態例を説明するための図である。図１（ａ）は本実
施形態例の画像表示部を正面から見た模式図である。図
１（ａ）において、１は画像表示部、２は画素をそれぞ
れ表わしている。画像表示部１は、液晶ディスプレイな
ど光の透過率を画素２毎に制御することにより画像を表
示する素子である。液晶ディスプレイの各画素２は通常
両側に電極を設けた液晶層と該液晶層を挟むように配置
された互いに直交する２枚の偏光板で構成されている。
第１の偏光板は入射された光のうち単一偏光成分のみを
透過する。この透過光が液晶層に入力される。液晶層は
複屈折性を持ち通過する光の偏光を回転させる。偏光の
回転角は電極に電圧をかけることによって制御すること
ができる。出力光の偏光と入射光の偏光が直交するよう
な印加電圧を液晶層に加えるとその出力光は第２の偏光
板を通過することができる。一方、入射光と出力光の偏
光が同一になるような印加電圧を液晶層に加えると第２
の偏光板によって光は遮られる。このように液晶層に加
える電圧を調整することにより各画素の透過率を制御す
ることができるのである。以上に説明したのは液晶の複
屈折性を利用した液晶ディスプレイの原理であるが、液
晶の光散乱特性を用いて透過率を制御するものもある。
この場合には液晶層を互いに直交する２枚の偏光板で挟
む必要はなく、画像表示面の透過率を大きくすることが
できる。

【００２２】本実施形態例では画像表示部１を構成する
画素２を横２０００以上か、縦２０００以上かあるいは
その両方を満たすように画素を並べている。Ｘ線画像診
断で通常用いられるフィルムは縦横それぞれ１４インチ
（約３６ｃｍ）である。画像表示部をこれと同じ大きさ
にし、画素数を縦横それぞれ２０００とした場合、１７
０ミクロン間隔で画素が並んでいることになる。

【００２３】図１（ｂ）は文献「Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔ
ｉｏｎ ｉｎ Ｍｏｖｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ｉｎｔｏ Ｒｏｕｔｉｎｅ
Ｕｓｅ」（著者：Ｊｅｒｏｍｅ Ｒ．Ｃｏｘ，Ｊｒ，Ｅ
ｄｗａｒｄ Ｍｕｋａ，Ｇ．Ｊａｍｅｓ Ｂｌａｉｎ
ｅ，Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｍ．Ｍｏｏｒｅ，ａｎｄ Ｒ．Ｇ
ｉｌｂｅｒｔ Ｊｏｓｔ，出典：ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．
７，ｐｐ．１１０８−１１２０）に開示されているグラ
フである。図１（ｂ）は、Ｘ線フィルムをディジタル画
像に変換する際の画素間隔と医師が正しい診断を下す確
率とを複数の症例について求めた実験結果である。図に
おいて、横軸は画素間隔を縦軸は医師が正しい診断をす
る確率をそれぞれ表わしている。またａ〜ｄのグラフは
異なる症例について実験を行った結果を、またグラフの
左端はＸ線フィルムを用いた場合の実験結果を表わして
いる。図１（ｂ）から、画素間隔が１００〜２００ミク
ロン以下、すなわち画素数にして２０００×２０００以
上であれば、Ｘ線フィルムを用いて診断を行った場合と
ほぼ同等の結果が得られる。

【００２４】以上から本実施形態例によれば、Ｘ線フィ
ルムと同等の空間解像度の画像が得られ、本実施形態例
の画像表示装置をＸ線画像診断に用いても、従来より行
われてきたＸ線フィルムによる診断とほぼ同等の結果が
得られる。

【００２５】［実施形態例２］図２は本発明の第２の実
施形態例を説明する図である。図２（ａ）は本実施形態
例の画像表示装置の画像表示部を構成する画素の断面図
を、同図（ｂ）は本実施形態例による画像表示部のコン
トラストの計算結果を示している。

【００２６】図２（ａ）において、３は入力光、４は出
力光、５は第１の偏光板、６は第１の透明基板、７は第
１の電極、８は第１の液晶層、９は第２の電極、１０は
第２の透明基板、１１は第２の偏光板、１２は第３の透
明基板、１３は第３の電極、１４は第２の液晶層、１５
は第４の電極、１６は第４の透明基板、１７は第３の偏
光板、１８は第２の信号、１９は第１の信号、２０は第
１の偏光板の透過偏光方向を示す図、２１は第２の偏光
板の透過偏光方向を示す図、２２は第２の偏光板の透過
偏光方向を示す図をそれぞれ表わしている。

【００２７】本実施形態例は、画像表示部を多層化する
ことにより、コントラストを大きくするものである。図
２（ａ）は画像表示部を２層にしたときの画素の断面模
式図である。入射光３は第１の偏光板５により、２０に
示す偏光成分のみが透過される。該偏光成分は第１の液
晶層８で信号１９に応じてその偏光が回転する。第２の
偏光板１１は第１の偏光板５とは直交しており、該偏光
成分の内、第１の液晶層８の出力点で第２の偏光板１１
の偏光方向と同一の偏光成分のみが透過する。第２の液
晶層１４および第３の偏光板１７でも同様のことが起こ
る。結局、図２（ａ）の構成では、入射光が液晶ディス
プレイを２度通ったことになる。

【００２８】液晶層において入力信号を変化させて得ら
れる最大透過率をＴ_max、最小透過率をＴ_minとすると、
液晶層のコントラストはＴ_max／Ｔ_minで表わされる。本
実施形態例に示す通り、液晶層を多段化することにより
画像表示装置のコントラストを大きくすることができ
る。液晶層の段数をＮとすると、画像表示装置のコント
ラストＣは、 Ｃ＝（Ｔ_max／Ｔ_min）^N …（１） で表わされる。（１）式により本実施形態例の画像表示
装置のコントラストを計算した結果を図２（ｂ）に示
す。図から、例えば液晶層あたりのコントラストが１０
であっても、２層化することによりコントラストを１０
０にすることができる。図に示す通り、液晶の層数Ｎを
増やすほどコントラストを大きくすることができる。

【００２９】Ｘ線画像診断に使われる画像にはコントラ
ストの大きなものが要求される。一般には１２ビット
（４０９６）階調程度必要であると言われている。この
ように大きな階調を液晶ディスプレイで得ることは現状
では大変難しいが、本実施形態例によりこれが可能とな
り、Ｘ線フィルムによる画像と同程度あるいはそれに近
いコントラストを得ることが可能となる。

【００３０】本実施形態例では、偏光回転を使った液晶
ディスプレイを例にとって説明したが、光散乱現象を用
いた液晶ディスプレイを用いても良い。この場合、偏光
板が不要となるため、多層化による挿入損失増加（最大
透過率の低下）を小さく抑えることができる。

【００３１】［実施形態例３］図３は本発明の第３の実
施形態例を説明するための図である。本実施形態例は入
力信号に対する画像表示部の光透過率を、フィルムのそ
れと同等にするためのものである。

【００３２】Ｘ線フィルムによる画像表示はＸ線フィル
ムをシャウカステンやライトボックス上に置くことによ
り行う。Ｘ線フィルムのフィルム濃度によって光透過率
が異なることが画像表示の原理となっている。図３
（ａ）に示すフィルムを用いた場合の画像表示特性を図
３（ｂ）に示す。図３（ｂ）の横軸はフィルム濃度、縦
軸は透過率を表わしている。フィルム濃度Ｄと透過率Ｔ
_fとの間には一般に次式が成り立つ。

【００３３】Ｔ_f＝Ｔ_fmax１０^-D …（２） ここで、Ｔ_fmaxはフィルムの最大透過率を表わし、通常
はＤ＝０の時の透過率である。（２）式は、光透過率の
対数値がフィルム濃度に反比例することを示している。

【００３４】一方、本発明で用いる液晶ディスプレイの
入力信号と光透過率の関係は図３（ｃ），（ｄ）に示し
たものとなる。今、液晶層に電圧を徐々に印加していく
場合を考える。最初は印加電圧に関わらず光透過率は大
きな値で一定値をとる。しきい値電圧を過ぎると光透過
率は線形に減少し、第２のしきい値電圧以上では光透過
率は一定になる。以上はノーマリホワイトモード（電圧
を掛けない時に液晶層で偏光が９０度回転し、光を透過
するモード）で液晶を用いる場合であるが、ノーマリブ
ラックモード（電圧を掛けない時に液晶層で偏光が回転
せず、光を遮断するモード）で用いる場合には印加電圧
が小さいところで透過率は最小となり、大きいところで
最大となる。いずれのモードでも、最大透過率から最小
透過率へ（またはその逆）の変化は印加電圧に対してほ
ぼ線形に変化する。中間調表示が必要な液晶ディスプレ
イでは、印加電圧に対して透過率が線形に変化する領域
を用いる。この使用領域での印加電圧Ｅと光透過率Ｔ_l
との関係は、使用領域での最大透過率Ｔ_max、最小透過
率Ｔ_min、第１のしきい値電圧Ｅ_min、第２のしきい値電
圧Ｅ_maxを用いて次式で表わされる。

【００３５】 Ｔ_l＝｛（Ｔ_min−Ｔ_max）／（Ｅ_max−Ｅ_min）｝Ｅ＋（Ｔ_maxＥ_max−Ｔ_minＥ_{mi n} ）／（Ｅ_max−Ｅ_min）＝ａＥ＋ｂ …（３） ａ＝（Ｔ_min−Ｔ_max）／（Ｅ_max−Ｅ_min） …（４） ｂ＝（Ｔ_maxＥ_max−Ｔ_minＥ_min）／（Ｅ_max−Ｅ_min） …（５） さて、Ｘ線フィルムをフィルムディジタイザなどを用い
てフィルム濃度に比例した電気信号に変換する場合を考
える。フィルム濃度の最大値をＤ_max、変換された電気
信号をＳ_in（０≦Ｓ_in≦Ｓ_max）とすると、これらの関
係は次式となる。

【００３６】Ｄ＝（Ｄ_max／Ｓ_max）Ｓ_in …（６） フィルムディジタイザによっては、ＣＲＴディスプレイ
に表示することを考慮してフィルム濃度に反比例した出
力信号（つまりフィルム濃度値が０の時最大値を出力す
る）を出力するものもあるが、その場合には（６）式を
次式で表わして以後の議論に用いれば良い。

【００３７】 Ｄ＝（Ｄ_max／Ｓ_max）（Ｓ_max−Ｓ_in） …（７） 人間の視覚特性では相対輝度のみを識別できる。したが
って、フィルム画像の透過率と本発明の画像表示装置の
透過率の比を全画面にわたって一定にすれば、両者を透
過して観察者に到達する光の輝度がＷｅｂｅｒ−Ｈｅｃ
ｈｎｅｒの法則を満たす範囲（輝度１ｃｄ／ｍ²〜１０
ｃｄ／ｍ²以上の領域）にあれば、観察者の視知覚にと
って両者は階調変化としては同一の画像として認識され
る。本発明の画像表示装置で表示した画像とフィルムを
シャウカステンに置いて表示した画像とを同一画像に見
えるようにするためには、フィルムの透過率と本発明の
画像表示装置の透過率との比が一定になるようにすれば
良い。これを式で表わすと、 Ｔ_f／Ｔ_l＝Ｋ（Ｋは定数） …（８） となる。（２），（３）式を（８）式に代入し、さらに
Ｔ_fmax＝ＫＴ_maxなる関係を用いて整理すると次式が得
られる。

【００３８】 Ｅ＝（１／ａ）（Ｔ_max１０^-D−ｂ） …（９） （９），（６）式により、観察者が本発明の画像表示装
置に表示された画像とフィルム画像とを同一画像として
認識するための画像表示装置への入力信号Ｓ_inと液晶表
示装置への印加電圧Ｅとの関係が求められ、次式とな
る。ただし、−（Ｄ_max／Ｓ_max）Ｓ_in＝ｍとする。

【００３９】 Ｅ＝（１／ａ）（Ｔ_max１０^m−ｂ） …（１０） 本実施形態例は、フィルム濃度に比例した画像入力信号
Ｓ_inに対して、（１０）式で表わされる信号変換を行う
信号変換部を設け、その出力電圧を液晶層に導く構成と
する。このような構成とすることにより、本発明の画像
表示装置の透過率特性は図３（ｆ）のようになり、フィ
ルム画像の透過率特性との比を一定にできる。これは、
フィルム画像と本発明の画像表示装置による画像とが同
一に見えることを意味しており、Ｘ線画像診断時に本発
明の画像表示装置を適用した場合には医師（観察者）の
経験や知識の蓄積を変更することなく正確な診断が可能
となる。

【００４０】なお、本発明の画像表示装置への入力信号
はディジタル信号でもアナログ信号でも良い。入力信号
がディジタル信号の場合には、（１０）式の変換はディ
ジタル信号に対してあらかじめ行い、その後に線形な特
性を有するディジタル−アナログ変換回路を通して液晶
の駆動電圧を得ても良いし、入力ディジタル信号をディ
ジタル−アナログ変換する際に（１０）式の変換を行っ
ても良い。

【００４１】また、本実施形態例の説明では、画像表示
部が図３（ｄ）の特性を有する場合について信号変換の
方法を説明したが、本実施形態例はそれに限定されるも
のではなく、画像表示特性が非線形の場合であっても、
本発明の画像表示装置の透過率特性とフィルム画像の透
過率特性との比が一定にするような信号変換を行えば良
い。

【００４２】［実施形態例４］図４は、本発明の第４の
実施形態例の構成を示している。図４において、３１は
画像表示部、３２は信号入力線、３３は電源線、３４は
第１の着脱機構、３５は第２の着脱機構、３６は光源を
それぞれ表わしている。画像表示部３１は、第１〜第３
の実施形態例のいずれかあるいは適宜それらを組み合わ
せた液晶ディスプレイを用いている。

【００４３】さて、液晶ディスプレイはその透過率によ
って画像を表示するので背面から液晶を照らす光源が必
要でなる。通常の液晶ディスプレイは光源と液晶表示部
を密着して一体化しており、これらを分離することはな
い。本実施形態例は、通常の液晶ディスプレイで、光源
と液晶層を含む画像表示部を着脱可能とするために、着
脱機構３４，３５を設けることを特徴としている。着脱
機構３４は光源３６に対して画像表示面を圧着させるた
めの治具であり、着脱機構３５は光源から画像表示部が
滑り落ちるのを防ぐために設けている。

【００４４】着脱機構３４，３５により、Ｘ線画像診断
時に用いられるシャウカステンやライトボックスを光源
として用いることが可能となる。そのため、フィルム画
像表示用に既に広く普及しているシャウカステンやライ
トボックスを光源として使用することができ、ディジタ
ル画像の医療分野への普及が容易になるとともに、光源
３６は既にあるものを用いるので画像表示機器を経済的
に導入することができる。また、利用する医師にしてみ
れば、長い歴史を持つフィルムとシャウカステンを組み
合わせた医療診断形態と同等の利用形態で画像を診るこ
とができ、ＣＲＴディスプレイや光源と液晶が一体化さ
れた液晶ディスプレイを用いる場合に比べて違和感がな
く、なじみ易いという利点がある。例えば、医師は正確
な診断を下すために、フィルムをシャウカステンから一
旦外し、太陽光や照明を光源としてフィルムを透かして
みたり、斜めから診たりといったことをするが、本実施
形態例による画像表示装置ではそのような画像観察も可
能となる。

【００４５】あらゆる電子機器は、個別に特性が微妙に
異なるのが常である。ＣＲＴディスプレイにしてもディ
スプレイごとに入力信号に対する輝度や表示画像の歪み
や均一性などが微妙に異なる。Ｘ線医療診断のように表
示画像の微妙な形状や濃淡差を見極めて診断を下すよう
な場合には、表示装置の特性のばらつきが大きな問題と
なる。本実施形態例の画像表示装置をフィルムと同じ感
覚で医師が持ち歩き、必要な場所、時間に、同じ画像表
示装置を使って画像診断をするようにすれば、画像表示
ごとの微妙なばらつきを医師が認識したうえで診断を下
すことができる。したがって、本実施形態例の画像表示
装置を用いれば表示装置の特性と医師の経験の不整合に
起因する誤診を防ぐことができる。

【００４６】なお、本実施形態例の着脱機構は、画像表
示面を光源面に対して平行に固定でき、かつ必要に応じ
て取り付け、取り外しを容易に行うことを目的としてい
る。この目的を満たす着脱機構は、図４の着脱機構３
４，３５に限定されるものではない。

【００４７】本実施形態例のように光源と画像表示部を
着脱可能な場合をはじめとして、光源と画像表示部の表
面との間にわずかなすき間があると、その間を光が多重
反射して光透過率が減少するなど画像表示特性に悪影響
を与える可能性がある。これを防ぐためには、画像表示
部の表面に反射防止膜を設けて多重反射を防ぐようにす
ればよい。また、画像表示部の観察側の表面では、周囲
から入射する光が画像表示部表面で反射して表示画像を
見にくくし、画像表示特性に悪影響を与える可能性があ
るという問題もある。これを防ぐためには、画像表示部
の観察側の表面にも反射防止膜を設ければよい。

【００４８】［実施形態例５］図５は本発明の第５の実
施形態例を説明する図である。図５において、３７は画
像表示部、３８は入力信号、３９は画像１枚あるいは複
数枚分の信号（データ）を格納できるメモリ、４０は信
号変換回路、４１は画像表示部３７への入力信号をそれ
ぞれ表わしている。本実施形態例は、画像表示部３７
に、メモリ３９を設けて複数枚分の画像を格納できるよ
うにしたものである。格納したデータは必要に応じて瞬
時に画像表示部３７で表示できるように構成する。な
お、画像表示部３７には、第１〜第４の実施形態例のも
のを用いる。

【００４９】本実施形態例では、画像表示部を持ち歩く
際に、内部に複数枚の画像を蓄えておくことができる。
診断に必要な画像が複数枚ある場合には、従来はそれら
を一緒に持ち歩き、必要に応じてシャウカステンがある
場所でフィルム画像を診る必要があった。本実施形態例
によれば、必要な画像をあらかじめ画像表示部内に蓄え
ておき、必要に応じて光源のある場所で表示させれば良
い。画像数が多くなるとフィルム重量はかなりの重さに
なるが、本実施形態例では蓄積する画像はディジタル信
号としてメモリ内に蓄えられるので、蓄積枚数によって
重量が増えることはないという利点がある。

【００５０】なお、本発明の画像表示装置は、医療分野
における放射線画像表示を主な目的としているが、写
真、印刷、映画などの分野でフィルムを映し出す表示装
置として広く応用することができ、適用分野としては医
療分野に限定されるものではない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディジタル画像を表示する画像表示装置に、光源（バッ
クライト）と光源を含まない透過型の画像表示部で構成
されたものを用いているため、医療画像診断等において
従来より用いられてきたシャウカステンや自然光を光源
として用いることが可能であり、また、画像表示部の空
間解像度や階調、光の透過率特性をフィルムと同等にす
るため、その画像表示特性をフィルムによる画像表示特
性と同等にすることができるので、約１世紀にわたって
蓄積されてきたフィルム画像診断のノウハウや知識を損
なうことなく、種々の利点を有する画像表示装置を経済
的に提供することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施形態例
の構成を説明する図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態例
の構成を説明する図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）は、本発明の第３の実施形態例の構成を説明する
図である。

【図４】本発明の第４の実施形態例の構成を説明する図
である。

【図５】本発明の第５の実施形態例の構成を説明する図
である。

【図６】従来の技術を説明する図である。

【符号の説明】

１…画像表示部 ２…画素 ３…入力光 ４…出力光 ５…第１の偏光板 ６…第１の透明基板 ７…第１の電極 ８…第１の液晶層 ９…第２の電極 １０…第２の透明基板 １１…第２の偏光板 １２…第３の透明基板 １３…第３の電極 １４…第２の液晶層 １５…第４の電極 １６…第４の透明基板 １７…第３の偏光板 １８…第２の信号 １９…第１の信号 ２０…第１の偏光板の透過偏光方向を示す図 ２１…第２の偏光板の透過偏光方向を示す図 ２２…第２の偏光板の透過偏光方向を示す図 ３１…画像表示部 ３２…信号入力線 ３３…電源線 ３４…第１の着脱機構 ３５…第２の着脱機構 ３６…光源 ３７…画像表示素子 ３８…入力信号 ３９…メモリ ４０…信号変換回路 ４１…画像表示素子への入力信号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元平面上に配置された複数画素の光
   透過率を外部からの信号により個別に制御できる画像表
   示部と、発光源と光拡散板あるいは蛍光板により前記画
   像表示部の裏面から表面に向けて光を照射する光源とか
   ら構成され、前記光源の光拡散板あるいは蛍光板と前記
   画像表示部の表示面とが平行かつ近接して固定され、前
   記画像表示部の透過光を直接観測する画像表示装置にお
   いて、 前記画像表示部で表示される画素数が横方向あるいは縦
   方向あるいはその両方で２０００以上である、 ことを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記画像表示部は、積層された複数の液
   晶層から各画素が構成され、前記液晶層のそれぞれの透
   過率が個別に制御できる電極構造を有する、 ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記画像表示部は、各画素の透過率Ｔと
   入力信号値Ｄがその使用領域においてＴ＝１０^-kD（ｋ
   は任意正数）なる関係を有するものである、 ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像
   表示装置。
4. 【請求項４】 前記画像表示部は、光入力面と光出力面
   の一方または両方に反射防止膜を備える、 ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか
   に記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記画像表示部と前記光源とを着脱する
   機構を具備する、 ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか
   に記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記画像表示部は、表示する画像の１枚
   あるいは複数枚分の情報を格納する不揮発性のメモリを
   有する、 ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか
   に記載の画像表示装置。