JPS60194440A - Ｘ線撮像装置 - Google Patents
Ｘ線撮像装置Info
- Publication number
- JPS60194440A JPS60194440A JP4961684A JP4961684A JPS60194440A JP S60194440 A JPS60194440 A JP S60194440A JP 4961684 A JP4961684 A JP 4961684A JP 4961684 A JP4961684 A JP 4961684A JP S60194440 A JPS60194440 A JP S60194440A
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- JP
- Japan
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- image
- ray
- image pickup
- imaging device
- rays
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- Pending
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- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
- Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
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。
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、高感度、高Ｓ／Ｎ、高速度でかつ高解像度の
性能を有するＸ線撮像装置に関するもので、Ｘ線の低線
量下におけるＸ線画像の撮像と実時間処理によるＸ線画
像の取得を可能にするものである。
性能を有するＸ線撮像装置に関するもので、Ｘ線の低線
量下におけるＸ線画像の撮像と実時間処理によるＸ線画
像の取得を可能にするものである。
従来例の構成とその問題点
Ｘ線の電磁波の一種であり、その波長は００１八〜１０
０Ａと極めて短く物質に対する透過力が大きい。そのだ
め、Ｘ線による透視画像は各種の非破壊検査に応用され
、医学クエ業の分野でそれぞれ人体の透視検査９分析、
構造欠陥の観測などに幅広く利用されている。
０Ａと極めて短く物質に対する透過力が大きい。そのだ
め、Ｘ線による透視画像は各種の非破壊検査に応用され
、医学クエ業の分野でそれぞれ人体の透視検査９分析、
構造欠陥の観測などに幅広く利用されている。
従来、Ｘ線画像を記録する方式としては、Ｘ線に感光能
力を有するＸ線フィルムを用いる方法と、Ｘ線像をＸ線
螢光増倍管（イメージ・インテンシ３１゛、−一 ファイヤー）に照射して可視光像に変換した後、それを
撮像管により撮像するという方式とＸ線に感度を有する
ｐｂｏ等の光導電物質を撮像面とする撮像管方式があり
、後者においては磁気テープや光ディスクに記録すると
いう方法で、それぞれも一般的な方法であるが、画像の
保管、検索に広い空間と美大な時間とを必要とし、かつ
Ｘ線フィルムに使用されている銀塩の資源」二の枯渇が
重要な課題となっている。さらに、Ｘ線フィルムを用い
る方法は、通常の写真フィルムと同様に現像等の作業が
不可欠であり、画像を得るまでの時間が遅く、かつ実時
間による画像取得は困難である。
力を有するＸ線フィルムを用いる方法と、Ｘ線像をＸ線
螢光増倍管（イメージ・インテンシ３１゛、−一 ファイヤー）に照射して可視光像に変換した後、それを
撮像管により撮像するという方式とＸ線に感度を有する
ｐｂｏ等の光導電物質を撮像面とする撮像管方式があり
、後者においては磁気テープや光ディスクに記録すると
いう方法で、それぞれも一般的な方法であるが、画像の
保管、検索に広い空間と美大な時間とを必要とし、かつ
Ｘ線フィルムに使用されている銀塩の資源」二の枯渇が
重要な課題となっている。さらに、Ｘ線フィルムを用い
る方法は、通常の写真フィルムと同様に現像等の作業が
不可欠であり、画像を得るまでの時間が遅く、かつ実時
間による画像取得は困難である。
一方、撮像管を用いるＸ線撮像方式は前述したように２
種類あるが、いずれも撮像管を用いるだめＸ線像の電気
信号を実時間で得ることができるためすぐれた方式であ
るが、いずれもＸ線像の視野に制限があること、また解
像度の点でＸ線フィルムより劣るという欠点を有する。
種類あるが、いずれも撮像管を用いるだめＸ線像の電気
信号を実時間で得ることができるためすぐれた方式であ
るが、いずれもＸ線像の視野に制限があること、また解
像度の点でＸ線フィルムより劣るという欠点を有する。
捷た、最近にいたり、従来のＸ線フィルム増感紙の代わ
りに重金属ハロゲン化物の微粒子を支持体上に有機物バ
インダを用いて塗布したイメージングプレートを用いＸ
線フィルムと同様に撮影した後、レーザ光によってプレ
ートに蓄積されたＸ線のエネルギーを光情報として取り
出し、光電変換して電気信号とする方法が提案されてい
る（富士ｘ−ｖイ研究、１ｓｅｓ巻Ｐ、１５．１９８２
年）。
りに重金属ハロゲン化物の微粒子を支持体上に有機物バ
インダを用いて塗布したイメージングプレートを用いＸ
線フィルムと同様に撮影した後、レーザ光によってプレ
ートに蓄積されたＸ線のエネルギーを光情報として取り
出し、光電変換して電気信号とする方法が提案されてい
る（富士ｘ−ｖイ研究、１ｓｅｓ巻Ｐ、１５．１９８２
年）。
この方法は、空間分解能は従来のＸ線フィルム系と殆ど
同じであるが、感度が高くダイナミックレンジも大きい
だめ低線量での撮影が可能であり注目されている。しか
しながら、この方法は、Ｘ線像を一度・イメージングプ
レートに蓄積し、それを読み取るという繁雑な作業が必
要なだめ処理能力の点で問題があった。そのだめ、高感
度、高分解能で、かつ高速な処理能力を有するＸ線撮像
装置の開発が望まれていた。
同じであるが、感度が高くダイナミックレンジも大きい
だめ低線量での撮影が可能であり注目されている。しか
しながら、この方法は、Ｘ線像を一度・イメージングプ
レートに蓄積し、それを読み取るという繁雑な作業が必
要なだめ処理能力の点で問題があった。そのだめ、高感
度、高分解能で、かつ高速な処理能力を有するＸ線撮像
装置の開発が望まれていた。
発明の目的
本発明は以上の点を鑑みて考案されたもので、高感度・
高Ｓ／Ｎ、高解像度で、かつ実時間処理５ベブ が可能なＸ線撮像装置を提供するものである０発明の構
成 本発明は、Ｘ線像を可視光あるいは赤外光の像に変換し
た後、前記変換光を光学系により２個以上の撮像素子に
結像する構造により、Ｘ線撮像装置の高解像度化を実現
し、Ｘ線を可視光あるいは赤外光に変換する部分に増倍
機能を具備することにより高感度化を実現し、撮像素子
に固体撮像素子を用いることにより、高Ｓ／Ｎ化と良質
か画像を実現し、結像光学系に光ファイバ、ノ・−フミ
ラー、レンズ等を用いることによシ画像分割のない一様
なＸ線像を再現可能とするものである。
高Ｓ／Ｎ、高解像度で、かつ実時間処理５ベブ が可能なＸ線撮像装置を提供するものである０発明の構
成 本発明は、Ｘ線像を可視光あるいは赤外光の像に変換し
た後、前記変換光を光学系により２個以上の撮像素子に
結像する構造により、Ｘ線撮像装置の高解像度化を実現
し、Ｘ線を可視光あるいは赤外光に変換する部分に増倍
機能を具備することにより高感度化を実現し、撮像素子
に固体撮像素子を用いることにより、高Ｓ／Ｎ化と良質
か画像を実現し、結像光学系に光ファイバ、ノ・−フミ
ラー、レンズ等を用いることによシ画像分割のない一様
なＸ線像を再現可能とするものである。
実施例の説明
第１図は本発明の第１の実施例の構造を示しだものであ
る。１はＸ線源、２は対象物体である。
る。１はＸ線源、２は対象物体である。
３は入射Ｘ線を可視域から赤外域におけるある波長帯の
光に変換する機能を有する部分で、第１図では増倍機能
を有するイメージインテンシファイヤの例で示しである
。４は光学系で、６は複数個の撮［床装置である。イメ
ージインテンソファイヤ６ペブ ３はＺｎＣｄ５ ： Ａｇ等よりなる入力螢光面６ａ、
ＣｓＩや５ｂ−Ｇｓ等よりなる光電面６ｂ、集束電極７
、陽極８ 、ＺｎＣｄ５ ： Ａｇ等よりなる出力螢光
面９、そして電子の集束電圧および加速電圧を与える電
源１１．１２よりなる。１０は出力螢光面９からの像を
撮像装置５まで導く分岐した光フアイバー束である。
光に変換する機能を有する部分で、第１図では増倍機能
を有するイメージインテンシファイヤの例で示しである
。４は光学系で、６は複数個の撮［床装置である。イメ
ージインテンソファイヤ６ペブ ３はＺｎＣｄ５ ： Ａｇ等よりなる入力螢光面６ａ、
ＣｓＩや５ｂ−Ｇｓ等よりなる光電面６ｂ、集束電極７
、陽極８ 、ＺｎＣｄ５ ： Ａｇ等よりなる出力螢光
面９、そして電子の集束電圧および加速電圧を与える電
源１１．１２よりなる。１０は出力螢光面９からの像を
撮像装置５まで導く分岐した光フアイバー束である。
第１図により、本発明の動作について説明する。
Ｘ線源１より発したＸ線２０は、物体２を通過した後、
透過量に応じた強度となり入力螢光面６ａに入射する。
透過量に応じた強度となり入力螢光面６ａに入射する。
螢光面６ａで光に変換された像は、光電面６ｂにて光電
子２１に変換され電圧１２で加速されて出力螢光面９を
励起し出力螢光像２２に変換される。加速電圧は２０〜
３０Ｋｖ程度で数１０００倍の輝度が得られる。出力螢
光面９の大きさは、従来単一の撮像装置を用いているた
め通常３０ｍｍ径であるが、本発明では複数個の撮像装
置を用いることと、解像度特性を向上させるため大きく
することが望ましい。例えば、８本／ｍｍの解像度を得
るためには６０Ｘ５０ｍｆｆＰとすること７′ｊし が妥当である。その場合の光フアイバ１００束は、約４
×１０ 本を束ねたものを用いる必要がある。
子２１に変換され電圧１２で加速されて出力螢光面９を
励起し出力螢光像２２に変換される。加速電圧は２０〜
３０Ｋｖ程度で数１０００倍の輝度が得られる。出力螢
光面９の大きさは、従来単一の撮像装置を用いているた
め通常３０ｍｍ径であるが、本発明では複数個の撮像装
置を用いることと、解像度特性を向上させるため大きく
することが望ましい。例えば、８本／ｍｍの解像度を得
るためには６０Ｘ５０ｍｆｆＰとすること７′ｊし が妥当である。その場合の光フアイバ１００束は、約４
×１０ 本を束ねたものを用いる必要がある。
撮像装置６は撮像管であってもよいが、撮像板であれは
各絵素の信号が位置に対応して正確に定まるので撮像板
の出力信号を合成する場合に有利である。
各絵素の信号が位置に対応して正確に定まるので撮像板
の出力信号を合成する場合に有利である。
以下撮像板の例を用いて説明する。約３０Ｃ靜を８本４
ｍの解像度で撮像するだめには絵素数が６００（水平）
×６００（垂直）の撮像板が約２０個必要である。また
、各撮ｆ象板間の出力信号を合成して一様な画面を得る
には、各撮像板の位置精度を１絵素以内の精度で、水平
及び垂直の位置ぎめを行なう必要がある。以上の本実施
例によれば、分岐した光ファイバ束を用いているため、
光分散による感度損失がなく、かつ複数の撮像板間にお
ける欠損のない一様な画像を得ることが出来る。
ｍの解像度で撮像するだめには絵素数が６００（水平）
×６００（垂直）の撮像板が約２０個必要である。また
、各撮ｆ象板間の出力信号を合成して一様な画面を得る
には、各撮像板の位置精度を１絵素以内の精度で、水平
及び垂直の位置ぎめを行なう必要がある。以上の本実施
例によれば、分岐した光ファイバ束を用いているため、
光分散による感度損失がなく、かつ複数の撮像板間にお
ける欠損のない一様な画像を得ることが出来る。
第２図は本発明の他の実施例を示しだもので、結像光学
系にノ・−フミラーを用いる例を示しだ０第１図と同一
機能を有するものには同一番号を付与している。３０ａ
〜３００はハーフミラ−である。３１ａ、３１ｂは通常
のミラーである。出力螢光像２２は図示しだ径路を経て
撮像板５に結像する。２０個の撮像板を用いる場合の配
置例を第３図に示した。４０１〜４０ｆはミラー３１ａ
からの反射像を結像する撮像板、４１ａ〜４１ｆはハー
フミラ−３０ｂの透過像を結像する撮像板、４２ａ〜４
２（ｉはハーフミラ−３００の反射像を結像する撮像板
、４３ａ〜４３（ｉはミラー３１ｂからの反射像を結像
する撮像板である。
系にノ・−フミラーを用いる例を示しだ０第１図と同一
機能を有するものには同一番号を付与している。３０ａ
〜３００はハーフミラ−である。３１ａ、３１ｂは通常
のミラーである。出力螢光像２２は図示しだ径路を経て
撮像板５に結像する。２０個の撮像板を用いる場合の配
置例を第３図に示した。４０１〜４０ｆはミラー３１ａ
からの反射像を結像する撮像板、４１ａ〜４１ｆはハー
フミラ−３０ｂの透過像を結像する撮像板、４２ａ〜４
２（ｉはハーフミラ−３００の反射像を結像する撮像板
、４３ａ〜４３（ｉはミラー３１ｂからの反射像を結像
する撮像板である。
第３図において異なる結像面間の有効撮像領域で相互に
重なりを有することが画面内の欠落部分をなくす上で有
効である。第３図に示しだような撮像板の配置により画
面内の欠損は避けることが出来る。また、第１図の場合
と同様、各操作板間の相互の配置は一絵素寸法内に納め
ることが一様な画像を得る上で重要である。以上の本実
施例によれば、ハーフミラ−という簡単な構成により、
各撮像間における欠損のない一様な画像を得ることがで
きる。
重なりを有することが画面内の欠落部分をなくす上で有
効である。第３図に示しだような撮像板の配置により画
面内の欠損は避けることが出来る。また、第１図の場合
と同様、各操作板間の相互の配置は一絵素寸法内に納め
ることが一様な画像を得る上で重要である。以上の本実
施例によれば、ハーフミラ−という簡単な構成により、
各撮像間における欠損のない一様な画像を得ることがで
きる。
本発明の今一つの特徴は、複数個の撮像板を用９ページ
いているため実時間の撮影が可能なことにある〇各撮像
板からは通常の茹秒毎に１フレームの画像を取り、出力
後に信号の合成を行うなら高解像度で、実時間のテレビ
画像を得ることが出来る。
板からは通常の茹秒毎に１フレームの画像を取り、出力
後に信号の合成を行うなら高解像度で、実時間のテレビ
画像を得ることが出来る。
複数個の撮像板を用いるだめ、信号処理も容易である。
例えば２ｏ個の撮像板を用いる場合、各撮像板の出力信
号は約７ＭＨｚで出力されるが、単一の撮像板を用いる
ならその出力は水平に並ぶ個数倍す彦わち４倍の約２８
ＭＨ２で出力する必要が生じる。この周波数は、現在の
８１のＣＯＤあるいはシフトレジスタの走査レートとし
ては極めて困難な値といえる。しかし、出力された信号
処理ならば、高速のバイポーラトランジスタを用いるこ
とが可能であυ、実現可能である。また、単一の撮障板
で絵素数２０００Ｘ２０００ビットの撮像板を作成する
ことは歩留り等を考慮するなら産業上の有意性はない。
号は約７ＭＨｚで出力されるが、単一の撮像板を用いる
ならその出力は水平に並ぶ個数倍す彦わち４倍の約２８
ＭＨ２で出力する必要が生じる。この周波数は、現在の
８１のＣＯＤあるいはシフトレジスタの走査レートとし
ては極めて困難な値といえる。しかし、出力された信号
処理ならば、高速のバイポーラトランジスタを用いるこ
とが可能であυ、実現可能である。また、単一の撮障板
で絵素数２０００Ｘ２０００ビットの撮像板を作成する
ことは歩留り等を考慮するなら産業上の有意性はない。
以上の実施例においてＸ線を可視域から赤外域における
波長帯の光に変換する機能を有する部分□にイメージイ
ンテンシファイヤーを用いた例で示１０ペジ したが、本発明はこれに限定されるものではなく例えば
螢光体と二次電子増倍管を組合せたものやＸ線に光導電
性を示す物質と電界発光型の螢光体を組合わせだもので
もよい。
波長帯の光に変換する機能を有する部分□にイメージイ
ンテンシファイヤーを用いた例で示１０ペジ したが、本発明はこれに限定されるものではなく例えば
螢光体と二次電子増倍管を組合せたものやＸ線に光導電
性を示す物質と電界発光型の螢光体を組合わせだもので
もよい。
まだ、Ｘ線に対する実効的な感度を上げる方法として撮
像板の雑音を低減する方法がある。具体的には、ペルチ
ェ素子その他の冷却手段により撮像板を冷却することや
信号処理により各絵素の発生暗電流のバラツキを補正す
る方法が有効である。
像板の雑音を低減する方法がある。具体的には、ペルチ
ェ素子その他の冷却手段により撮像板を冷却することや
信号処理により各絵素の発生暗電流のバラツキを補正す
る方法が有効である。
以上はＸ線を中心に述べてきたが、γ線、放射線等の光
変換部を用いれば、全く同様なすぐれた特性を示すこと
は言うまでもない。
変換部を用いれば、全く同様なすぐれた特性を示すこと
は言うまでもない。
発明の効果
以上述べたような方法により得られた本発明の結果を従
来例と比較して表１に示す。
来例と比較して表１に示す。
１１ く ブ
本発明は、解像度、Ｓ／Ｎ、被ばく線量等ですぐれてい
る。％にＳ／Ｎがよいため、従来例と同等（〜５ｏｄＢ
）のＳ／Ｎとした場合には被ばく線量をさらに１桁低下
させることも可能である。
る。％にＳ／Ｎがよいため、従来例と同等（〜５ｏｄＢ
）のＳ／Ｎとした場合には被ばく線量をさらに１桁低下
させることも可能である。
また本発明の今一つの特徴は、処理速度が１フレームあ
たり一秒と極めて速く、実時間処理と動０ 両撮影が可能である。
たり一秒と極めて速く、実時間処理と動０ 両撮影が可能である。
以上のように、本発明はＸ線の光変換部と変換された光
を複数個の撮像装置に導く構成により、高解像度化を実
現し、Ｘ線の光変換部に増倍機能を具備することにより
高感度化を達成し、さらに撮像装置に固体撮像板を用い
、撮像装置に結像する光学系に分岐した光フアイバー束
およびハーフミラ−を用いることによシ欠損のない一様
な画像を得ることが出来、優れたＸ線撮像装置を提供す
るものである。
を複数個の撮像装置に導く構成により、高解像度化を実
現し、Ｘ線の光変換部に増倍機能を具備することにより
高感度化を達成し、さらに撮像装置に固体撮像板を用い
、撮像装置に結像する光学系に分岐した光フアイバー束
およびハーフミラ−を用いることによシ欠損のない一様
な画像を得ることが出来、優れたＸ線撮像装置を提供す
るものである。
第１図は本発明の第１の実施例のＸ線撮像装置の構造図
、第２図は本発明の第２の実施例の同装置の構造図、第
３図は複数の撮像板の配置を示しだものである。 １・・・・・・Ｘ線源、２・・・・・・対象物体、３・
・・・・・入射Ｘ線の光変換部、４・・・・・・光学系
、５・・・・・・複数個の撮像装置、１ｏ・・・・・・
分岐した光フアイバー束、３０１Ｌ〜３００・・・・・
・ハーフミラ−０
、第２図は本発明の第２の実施例の同装置の構造図、第
３図は複数の撮像板の配置を示しだものである。 １・・・・・・Ｘ線源、２・・・・・・対象物体、３・
・・・・・入射Ｘ線の光変換部、４・・・・・・光学系
、５・・・・・・複数個の撮像装置、１ｏ・・・・・・
分岐した光フアイバー束、３０１Ｌ〜３００・・・・・
・ハーフミラ−０
Claims (5)
- （１）入射Ｘ線を可視域から赤外域におけるある波長帯
の光に変換する機能を有する部分と、少なくとも２個以
上の撮像装置と、前記変換光を前記撮像装置に結像する
光学系を具備してなることを特徴とするＸ線撮像装置。 - （２）Ｘ線を可視域から赤外域における波長帯の光に変
換する機能を有する部分に増倍機能を具備してなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線撮像装置
。 - （３）撮像装置として固体撮像装置を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線撮像装置。 - （４）変換光を撮像装置に結像する光学系として、複数
個の撮像装置に分岐して彦る光ファイバーを用いること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線撮像装置
。 ２ｔ、− - （５）変換光を撮像装置に結像する光学系として、複数
個のハーフミラを用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のＸ線撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4961684A JPS60194440A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Ｘ線撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4961684A JPS60194440A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Ｘ線撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194440A true JPS60194440A (ja) | 1985-10-02 |
Family
ID=12836162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4961684A Pending JPS60194440A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | Ｘ線撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194440A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01171452U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-05 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP4961684A patent/JPS60194440A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01171452U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-05 |
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