JPS62136976A

JPS62136976A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JPS62136976A
Application number: JP60276857A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ono; 勝弘小野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1985-12-11
Publication date: 1987-06-19

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】〔発明の技術分野〕本発明は高解像度の透過Ｘ線画像を得ることができるＸ
線撮影装置好適にはＩＩを用いたディジタルラジオグラ
フィに関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、コンピュータ技術の発達によりＸ線診断技術の面
１こおいてもディジタル画像技術が普及して来た。ディ
ジタル画像技術においてきわめて重要なのは高解像度Ｘ
線検出器である。この目的で多画素のリニアセンサーに
よるスキャナ、輝じん性蛍光体を用いたイメージプレー
トを用いたディジタルラジオグラフィーが出現した。こ
れらはいずれも即時性が不足し、その用途が限られる。

一方、従来から用いられてきた、Ｘ線イメージインテン
シファイア−は即時性があるものの、その出力画像を電
気信号に変換する撮像素子に高解像度のものがなく、こ
れにより十分な空間解像度を得ることが出来なかった。

Ｘ線イメージインテンシファイア−の出力画像を電気信
号に変換する方法としては、タンデムレンズ系を介して
撮像管を使用するものが一般的であったが、撮像管の解
像度は２０ｆｆｉｐ／ｌ＋ａ程度でありこれによってＸ
線画像システムの解像度の限界が生じている。このため
に、Ｘ［ＴＶシステムは単なるモニターとして使用し、
診断の目的には出力面のフィルム撮影を使用してきた。

この場合、フィルムの保管が大スペースを有することや
フィルムコストが高いこと、画像処理が出来ないことな
どの欠点を有していた。

また、最近のビデオカメラの普及によりＣＯＤの発達は
めざましいものがある。しかるに、ＣＣＤはそのニーズ
が多画素化よりも小形化にあること、多画素化にすると
、歩留が悪化すること等により当該分野に必要な２００
０　Ｘ　２０００程度の画素を有するＣＣＤの開発はき
わめて困難である。

ＣＣＤを使用して高解像度画質を得る試みはたとえば特
開昭６０−１３６７１４に開示されている。これはイン
ターラインＣＣＤを用いて、この上での像の位置を機械
的に移動させてＣＣＤ受光部と他の受光部との中間の位
置に相当する画像部分をＣＯＤ受光部分に移動させて受
光間隔を実値的に半分にし解像度を２倍程度に向上する
ことをねらっている。

の確保がきわめて困難であること、また、画像上の表示
点が交互に時間遅れを有するため、対象物の輝きがある
場合に画像歪を生じること等の欠点を有している。また
、この方式では縦方向又は横方向のいずれか一方の解像
度は向上できるがその両方向の解像度を高めるのは不可
能に近い。

〔発明の目的〕

この発明は、上述した欠点を除去し、十分高解像度のＸ
線画像をリアルタイムに得ることを可能にするＸ線撮影
装置を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、Ｘ線像は光像に変換するＸ線検出手段と、
この出力光像を複数の同一の光像に分配する手段と、こ
れらをそれぞれ電気信号に変換する複数個の撮像素子と
、この撮像素子の出方を合成して同一画面上にＸ線像を
表示する手段とを有し、上記の撮像素子は、上記の複数
個の分配された同一の光像を微小距離、好適には画素間
隔の１／Ｎ　（Ｎは整数）だけずらした相対位置で検出
し、これらの出力を合成して高解像度の画像を得ること
が出来るようにした、Ｘｍ撮影装置にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。

第１図において、■は、図示しないＸ線管から発生した
Ｘ線が被検体（図示せず）を通過した後のＸ線像を高量
子効率をもって光像に変換させるためのＸ線イメージイ
ンテンシファイア−である。

出力面（１−ａ）における光学像から発した光は光学レ
ンズ■によって平行光線に変換さ九る。（３−１）は入
射光を１／４だけ通過させ、３／４だけ反射するように
作られた「ハーフミラ−」であり入射光に対して略４５
°傾斜して取付けである。（３−２）は、入射光を１／
３だけ通過し、２／３だけ反射するように作られた「ハ
ーフミラ−」であり、「ハーフミラ−」（３−１）の反
射光の光軸に対して略４５°傾斜して取付けである。（
３−３）は、入射光を−だけ透過し、１だけ反射するよ
うにつくら九た「ハーフミラ−」であり、「ハーフミラ
−Ｊ　（３−２）の反射光の光軸に対して略４５°傾斜
して取付けられている。（４−１）及び（４−２）はミ
ラーであり、入射光を全反射するようにｊられている。

「ハーフミラ−Ｊ　（３−１）を通過した光（Ａ−１）
とミラー（４−１）から反射した光（八−２）と、「ハ
ーフミラ−Ｊ　（３−３）から反射した光（Ａ−３）と
、ミラー（４−２）から反射した光（Ａ−４）はそれぞ
れ光学レンズ（５−１）、　（５−２）　、　（５−３
）　、　（５−４）によってＣＣＤ素子（６−１）、（
６−２）、（６−３）、（６−４）上に集束させられ、
これらの上で結像する。各光路に上記した関係があるた
め、各ＣＣＤ上では同じ明るさの像が出来る。これらの
像は、分離した位置に全く同一の像を作ることができる
。

この像は、ミラーの数や取り付は方によってはその向き
が異なる場合も生じるが、この発明では合成時に容易に
補正できるため何ら問題とならない。ＣＣＤ素子の前に
はシャドーマスク（１２−１）。

（１２−２）　、　（１２−３）　、　（１２−４）が
設けである。この構造は第２図（ａ）に示しである。（
６−１−１）、（６−１−２）、　−・・はＣＣＤ素子
（６−１）の各受光部（画素）を表わしている。これら
は幅がｄ２であり、ピッチがｄｌであるように作られて
いる。シャドーマスク（１２−１）には、ピッチがｄｌ
であり、幅がｄｎの開孔部Ａを有している。開口部以外
は黒色となっており、光反射が起らないように作られて
いる。開孔部Ａは精密微細技術により精度良く加工され
ている。このシャドーマスクはＣＣＤ受光部（６−１−
１）、（６−１−２）、・・・に光る光路の整列）行な
うと共に、ＣＣＤ受光部による受光面を整形する作用を
有する。またｄｎ＜ｄ２とすることにより受光面積を実
質的に狭める働きを有する。

第２図（ａ）の構造のＣＯＤ及びシャドーマスクを微小
距Ｉｌｌ　ｄｎだけ相対的にずらした状態で前記した分
離された同一画像を撮像してそれぞれの相対位置に対応
する位置での情報として合成する。この様子を第２図（
ｂ）に示している。第２図（ｂ）においてＡは第１のＣ
ＯＤ及びシャドウマスクの受光面を、轟２の受光面を、
Ｃは第３の受光面を。

Ｄは第４の受光面をそれぞれ表わしている。以下同様に
多数のＣＯＤ及びシャドーマスクの受光面を表わしてレ
−る。これらは微小距離ｄｎだけ相対的に異なる位置で
撮像した情報を含んであり、これを第２図（ｂ）のよう
に、その相対位置に対応する位置にあてはめて再構成す
ることにより、全撮像面をくまなく有感部が占めること
になり、空間解像度がＸ方向、Ｙ方向共ｄ、／ｄｎ倍に
向上することができる。第２図（ｂ）は、１６個の素子
を使ってＸ方向、Ｙ方向共４倍の解像度を得る場合の構
成を表わしている。但し、第１図では４個の素子でＸ方
向、Ｙ方向共２倍の解像度を得た場合の図である。

第２図（ｂ）かられかるように、合成された画面は撮像
領域の全ての面積をカバーするので、実質的に１個の超
微細画素による高解像度より劣ることはない。

第１図の０はこれら撮像素子、ここではＣＯＤ。

を駆動させるためのドライバーであり、（７−１）、（
７−２）　、　（７−３）　、　（７−４）はそれぞれ
の素子の出方を増幅するため増幅器である。これら増幅
器の出方はディジタル化された後メモリー（ａ−ｔ）　
、　（８−２）　、　（８−３）　。

（８−４）にストアーされ、ＣＰＵ（１０）により合成
されて画像を表示装置、好適にはＣＲＴ　（１１）に表
示される。各撮像素子による画像（６−１）、　（６−
２）、　（６−３）　、　（６−４）を合成して高解像
度の画像（６−０）を得る様子を第３図に示している。

ここでは主にＩＩ−ＴＶ系を使ったディジタルラジオグ
ラフィについて述べたが、透視等の目的でリアルタイム
化が必要な場合には、増幅器（７−１）、　（７−４）
の出方を水平方向スキャンにおいては微小時間好適には
ｄ１／２とスキャンするに関する時間だけ時間差を持た
せてそれぞれをスキャンした出力を加え合せ、垂直方向
ではｄ１／２間隔で、（７−２）　、　（７−３）の出
方を上記と同様にスキャンする表示装置を使用すれば同
上の目的が達成できる。

現在、製作可能なＣＣＤは１０００　ｘ　１０００画素
ノモのが最高であり、それ以上の画素数のものは存在し
ない。しかるに、医療用Ｘ線撮影装置では、十分な診断
能を得るためには画素数は２０００　ｘ　２０００が不
可欠であるとされている。

本発明を採用すれば、現在の技術で上記の２０００Ｘ　
２０００画素数に相当する高画質のＸ線画像を得ること
ができ、医療用診断装置、特にディジタルラジオグラフ
ィーの分野で大きなメリットが生じる。

ディジタルラジオグラフィーの分野では、過去に種々の
方法が提案されて来たが、主に即時性の点からＩＩ−Ｔ
Ｖシステムがその主流になりつつある。しかるにＩＩ−
ＴＶシステムでは撮像装置限界により十分な解像度が得
られず、高解像度撮像システムの出現が待望されていた
。本発明を採用すれば、これらの目的が達成できる。

また、同様の効果を得るために、１個の撮像素子の前面
にプリズムやミラー等の光学デバイスを機械的に動かす
ことにより結像位置を微小距離（ｄ／Ｚ相当）移動させ
る技術がたとえば特開昭６０−１３６７１４に開示され
ている。この方法では、機械的可動部を有するため、そ
の信頼性を確保するのがきわめて困難である。また、上
記の特開昭６０−１３６７１４に開示された技術は画素
間で交互に時間差を生じるため、即時性に問題がある。

また、開示された技術はＸ方向、Ｙ方向のいずれか一方
向に結像位置を移動させる技術であり、本発明のように
全平面をカバーするように移動させることはきわめて困
豊である。

本発明では機械的移動部分がないため、高信頼度の画像
システムを提供することができる。さらに、ＣＣＤを使
用すると、第１図の場合には数が４個であるにもかかわ
らず、ミラーや「ハーフミラ−」、レンズ等が小さくな
り、全体としてコンパクトにまとまる。また、比較的画
素数の少ないＣＯＤを使用しても高画質が得られるので
１画素数の多いＣＯＤを開発して使用するよりも歩留り
の点で有利となる。

次に、本発明の他の例について説明する。第４図は、Ｘ
方向、Ｙ方向のいずれか一方向の解像度を２倍にするた
めのもので、第１図と同一と個所は同一の符号で示しで
ある。各出力像の合成が一方向であること以外は前述し
た第１図と同様の動作をする。

画像の再構成にあたっては、ＣＰＵｌ０によって各種の
画像処理が行なえることは勿論である。たとえば、各素
子のオフセット値や感度の違いを補正するためにあらか
じめ被写値はない状態での画像をメモリーしておき、そ
れとのサブトラクション等によりこれらを補正すること
が出来る。

第２図（ｂ）に示したように多数の素子数Ｎのシステム
では、第１のハーフミラ−では検出器出力Ｉ　　　　　
Ｎ−１像からの光量の−だけ透過し□だけ反射し。

Ｎ　　　　　　　　　　　Ｎ第２のハーフミラ−は□だけ透過し、Ｎ二２Ｎ　−Ｉ　
　　　　　　　　　　Ｎ　−１だけ反射し、同様に第ｉ
番目のハーフミラ−はように作られている。

これとは逆に、前記した複数個の撮像素子の数をＮとす
るとき、第１の「ハーフミラ−」では入射光の□だけ透
過し、−！−だけ反射し、第２のＮ　　　　　　　　　
　　　Ｎ「ハーフミラ−」では入射光のＮ−２だけ透過し、だけ
反射し、第ｉ番目の「ハーフミラ−」だけ反射するよう
に作られていても同様の効果を発揮できる。

さらに前記したように、各撮像素子の出力は等しくなる
ようにつくられているが、素子間のバラツキ等によりそ
の出力間に違いがある場合には、アンプ（７−１）〜（
７−４）の利得を調整する二とにより補正することがで
きる。

第１図では各撮像素子の出力をそれぞれ別々のメモリー
にストアーしているが、必ずしも必要がなく、同一のメ
モリーにタクレシェアリンク等でストアーしても良いこ
とは勿論である。

シャドーマスクは一枚の構成としてもよいことは勿論で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、普及形の撮像素子で十分高い解像度を
持ち、しかも輝度損失の少ない高画質でしかも即時性が
あるＸ線画像を得ることができるディジタルラジオグラ
フィ用Ｘ線撮影装置を提供することができる。

また、普及形の撮像素子が使用できるため低価格で高解
像度Ｘ線装置を実現できる。

さらに、素子数を変えることにより任意の解像度の装置
が実現できる。さらには機械的可動部がないので信頼性
が高い装置にすることができる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図及び第３
図は本発明の詳細な説明するための図。第４図は他の実施例を示す構成図である。１・・・Ｘ線イメージインテンシファイア−２・・・光
学レンズ３−１．３−２．３−３・・・ハーフミラ−４−１，４
−２，４−３・・・ミラー５−１．５−２．５−３．５−４・・・光学レンズ６−
１．６−２．６−３．６−４・・・ＣＯＤ素子７−１．
７−２．７−３．７−４・・・増幅器８−１．８〜２．
８−３．８−４・・・メモリー９・・・ドライバー　　
　　　１０・・・ＣＰＵ１１・・・ＣＲＴ第　　２　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｘ線像を光像に変換するためのＸ線検出手段と、
この光像を複数の分離した同一の光像に分配して、異な
る位置で結像する光学手段と、分配された複数個の光像
をそれぞれ電気信号像に変換する複数個の撮像素子と、
これらの撮像素子の出力を合成して同一画面上にＸ線像
を表示する手段とを有し、上記撮像素子の前面にはその
有効画素面積よりも小さいか等しい開孔面積を有する小
穴を上記撮像素子の各画素間隔で配置したシャドーマス
クを配設し、各撮像素子はこのシャドーマスクを通して
上記の複数個に分配された同一の光像を微小距離ずらし
た相対位置で検出するように構成したことを特徴とする
Ｘ線撮影装置。
（２）前記微小距離は画素間隔の１／Ｎ（Ｎは整数）で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線
撮影装置。
（３）前記Ｘ線像を光像に変換するＸ線検出手段はＸ線
イメージインテンシファイアーであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のＸ線撮影装置。
（４）前記撮像素子はＣＣＤであることを特徴とする特
許請求の範囲第２項乃至第３項記載のＸ線撮影装置。
（５）各撮像素子の表面上において同一光量になるよう
に光路を分割したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第４項記載のＸ線撮影装置。
（６）前記シャドーマスクの開孔幅は前記撮像素子の有
効受光部の幅の整数分の一であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第５項記載のＸ線撮影装置。
（７）前記撮像素子はインターライン形ＣＣＤであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項記載のＸ
線撮影装置。