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発明の名称 X線TV装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−8092
公開日 平成8年(1996)1月12日
出願番号 特願平6−160576
出願日 平成6年(1994)6月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 祐介
発明者 辻 久男 / 佐々木 理 / 河合 益実
要約 目的
適正な画質で表示される被写体厚さの範囲を拡大する。

構成
X線制御装置9で画像の輝度に応じたX線管1の管電圧の自動制御を行ない、画像の輝度が一定になるようにする。オートアイリス装置5は、このように調整される管電圧がある値kVdを越えたときその絞りの開度を自動的に大きくし、他の値kVaを下回るようになるとその絞りの開度を自動的に小さくする。
特許請求の範囲
【請求項1】 被写体に向けてX線を照射するX線管と、該被写体を通して入力されたX線画像を光学的な画像として出力するイメージインテンシファイアと、該イメージインテンシファイアの出力画像を伝達する光学系と、この光学系を通して伝達された画像を画像信号に変換するTVカメラと、該画像信号が送られてその画像を表示するTVモニター装置と、上記画像の輝度に応じて上記X線管に印加する管電圧を制御することにより上記TVモニター装置で表示される画像の輝度が所定のものとなるようにするX線制御装置と、上記TVカメラに入射する光量を調整するために上記光学系に挿入され、上記の管電圧が所定の第1の値を超えたときに絞りの開度を大きくし、上記の管電圧が所定の第2の値を下回ったときに絞りの開度を小さくする自動絞り装置とを備えることを特徴とするX線TV装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、X線による透視画像をTVシステム上の画像信号とし、TVモニター装置に表示するX線TV装置に関する。
【0002】
【従来の技術】X線TV装置では、図3で示すように、X線管1から被写体(被検査者)2に対してX線を照射し、その被写体2を透過したX線をイメージインテンシファイア3に入射させ、X線画像を光学的な画像に変換し、その出力画像を光学系でTVカメラ7に導き、画像信号に変換し、この画像信号をTVモニター装置8に送ってこれを表示することによりリアルタイムでX線透視画像を観察できるようにする。光学系は、イメージインテンシファイア3の出力光を平行光とする対物レンズ4と、これをTVカメラ(撮像管)7に結像させる接眼レンズ6とで構成される。そして、このTVカメラ7に入射する光量を適正なものとするため、対物レンズ4と接眼レンズ6との間に絞り装置10が挿入される。
【0003】そして、通常、TVモニター装置8で表示される画像の輝度が一定になるような自動的な制御(透視自動輝度調整)が行なわれるようになっている。すなわち、TVモニター装置8で表示される画像の輝度(平均的なあるいは代表的な輝度)を表わす信号をX線制御装置9に送り、このX線制御装置9がその輝度信号に応じてX線管1に印加する管電圧を自動的に制御する。したがって、被写体2が厚くてイメージインテンシファイア3への入射X線量が少なくなるようなときは、画像の輝度が下がるので、これを補うようにX線管1の管電圧が高くされ、逆に、被写体2が薄くて画像の輝度が上がるようなときは管電圧が低くされる。そこで、このような透視自動輝度調整が行なわれているときの被写体2の厚さと透視管電圧との関係を見てみると、図4のような関係があることがわかる。これは、TVモニター装置8で表示される画像の輝度を一定にするのに必要な透視管電圧が被写体厚さによってどのように変わるかの関係を示すものである。
【0004】そこで、従来では、この図4で示すような関係に基づき、絞り装置10の調整がなされる。すなわち、まず標準となる被写体厚さ(To)における透視管電圧(kVo)を決め、この厚さToの被写体が置かれたときに管電圧が上記のkVoとなるように絞り装置10を調整する。そして、この管電圧kVoは、標準被写体厚さに関してTVモニター装置8で表示される画像の画質が適切なものとなるような値であるとともに、最大被写体厚さTaが想定される被写体厚さを十分カバーするようなものとなるような値に選定される必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のように光学系における絞り装置10の調整を行なう場合には、被写体2の厚さがTa付近となったときにX線管1の管電圧が最大値付近となり、コントラストのつかない透視画像が表示されることとなり、さらにこの厚さTaを越える厚さの被写体2については透過X線量が減少するため画像そのものがTVモニター装置8に映らないという問題がある。
【0006】この発明は、上記に鑑み、適正画質の画像が表示される被写体厚さの範囲を拡大することができるように改善した、X線TV装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、この発明によるX線TV装置においては、被写体に向けてX線を照射するX線管と、該被写体を通して入力されたX線画像を光学的な画像として出力するイメージインテンシファイアと、該イメージインテンシファイアの出力画像を伝達する光学系と、この光学系を通して伝達された画像を画像信号に変換するTVカメラと、該画像信号が送られてその画像を表示するTVモニター装置と、上記画像の輝度に応じて上記X線管に印加する管電圧を制御することにより上記TVモニター装置で表示される画像の輝度が所定のものとなるようにするX線制御装置と、上記TVカメラに入射する光量を調整するために上記光学系に挿入され、上記の管電圧が所定の第1の値を超えたときに絞りの開度を大きくし、上記の管電圧が所定の第2の値を下回ったときに絞りの開度を小さくする自動絞り装置とを備えることが特徴となっている。
【0008】ここで、上記の自動絞り装置は、絞りの開度を連続的に変化させることができるものであってもよいし、少なくとも2段階の絞りの開度が得られればよいので開口の異なる2つの絞りを切り換えるようなものであってもよい。
【0009】
【作用】画像の輝度に応じて管電圧を制御し、表示画像の輝度が一定になるような制御が行なわれているため、被写体が厚くなると、輝度低下を補うように管電圧が高くなる。被写体の厚さが一定の厚さ以上のものとなり、管電圧が第1の値を超えるようなものとなったとき、絞りの開度が大きくされ、TVカメラに入射する光量が増大させられる。そのため、画像の輝度は上がり、その結果上記の制御により管電圧は下がる。つまり、管電圧の最大値までの余裕が増え、より厚い被写体についても適正な輝度となるような管電圧制御が可能となる。被写体が薄くなって画像の輝度が上昇し、輝度に応じた管電圧制御により管電圧が低くなり、第2の値を下回るようになったときは、絞りの開度が小さくされ、TVカメラに入射する光量が抑制される。そのため、画像の輝度は下がり、上記の輝度に応じた制御により管電圧は上がるので、より薄い被写体まで適正な輝度で表示することができるようになる。
【0010】自動絞り装置として絞りの開度を連続的に変化させることができるものを使用すれば、絞りの開度を大きくしたときのその開度と、絞りの開度を小さくしたときのその開度とを、随時任意に調整することができて、被写体への対応度が高まる。
【0011】自動絞り装置は、少なくとも2段階の絞りの開度が得られればよいのであるから、開口の異なる2つの絞りを切り換えるようなものとすれば、安価に構成できる。この場合、2つの絞りのそれぞれの開口は、事前に調整できるものであれば、操作が多少やっかいなだけで、被写体への対応度としては同じである。
【0012】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図1において、X線管1から被写体2に向けてX線ビームが照射される。被写体2を透過したX線ビームはイメージインテンシファイア3の入力面に入射する。イメージインテンシファイア3は、入射したX線による像を光学的な画像に変換して出力する。その光学像を表わす出力光は対物レンズ4によって平行光とされ、オートアイリス装置(自動絞り装置)5でその光量が調整された後、接眼レンズ6を経てTVカメラ7に結像させられる。TVカメラ7で得られた画像信号はTVモニター装置8に送られ、X線透視像のリアルタイムでの表示がなされる。
【0013】X線制御装置9には、TVモニター装置8で表示される画像の輝度(平均的なあるいは代表的な輝度)を表わす信号が送られてきており、この輝度に応じてX線管1に印加する管電圧が調整され、画像の輝度が一定になるような自動制御がなされる。この自動制御により被写体2の厚さが厚くなると入射X線量が減少するので輝度が低くなり管電圧が上がるという関係になるのであるが、管電圧が図2に示すようなある値kVdを越えたとき、オートアイリス装置5は絞りの開度を自動的に大きくする。それまでの絞りの開度は小さいものとされている。
【0014】オートアイリス装置5において、開度の小さいときの絞り量(開度)は、図2に示すように、従来と同様に標準被写体厚さToで、画像の画質が適切なものとなるような透視管電圧kVoが得られるように調整される。このとき、被写体厚さが薄い領域で、点21から点22までのカーブに沿って透視管電圧が変化することになる。
【0015】被写体2が厚くなり、点22に到達して管電圧が値kVdになると、上記のようにオートアイリス装置5の絞りの開度が大きくされるので、画像の輝度が上がり、その結果、X線制御装置9による輝度に応じた管電圧制御により、管電圧がkVcにまで下がる。つまり、点22から点23へと移動する。その後、この点23が乗っているカーブ(点24から点25まで)上で透視管電圧が変化する。したがって、被写体2の厚さがさらに厚くなると、点24まで移動し、管電圧は最大値になる。このときの厚さTbまで最適な画質(輝度、コントラスト等)での表示が可能である。この厚さTbをさらに越えて被写体2が厚くなると、管電圧はそれ以上には上がらないので、被写体2が厚くなるにしたがって入射X線量が減少することになり、画像の輝度は徐々に下がる。しかし、オートアイリス装置5におけるこのような切り換えがないとすると、厚さTaで管電圧は最大値になる(点線参照)ことと比較すれば、最適な画質が得られる被写体厚さの範囲が拡大されたことになるし、画像の輝度が減少してほとんど見えなくなるまでの厚さも格段に大きなものとなるので、画質が悪いながら透視が可能な厚さ範囲が拡大されたことになる。
【0016】その後、被写体厚さが薄くなったとすると、透視管電圧は点25まで下がってkVaとなる。管電圧がkVaに到達すると、オートアイリス装置5における絞りの開度が上記のもとの小さいものに戻される。これにより光量が絞られるので、輝度が下がり、その結果管電圧がkVbにまで上がり、もとのカーブの上の点26に戻る。ここで、kVa<kVdに設定し、透視管電圧の特性カーブにヒステリシスが生じるようにして、動作の安定化を図るようにしている。
【0017】なお、オートアイリス装置5における絞りの切り換えに関しては、オートアイリス装置5が管電圧を検出してその切り換えを行なうよう構成することもできるし、X線管制御装置9が管電圧に応じてオートアイリス装置5を制御することによってその切り換えを行なうというように構成することも可能である。
【0018】さらに、この実施例ではオートアイリス装置5は、絞りの開度が無段階で連続的に変化できるものを想定しているが、上記のように少なくとも2段階に絞りの開度を切り換えることができるようなものであればよいので、開口の異なる2つの絞りをあらかじめ用意し、これらを切り換えるよう構成したものであってもよい。その場合2つの絞りのそれぞれの開度については、別途あらかじめ調整しておくことになる。
【0019】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、この発明のX線TV装置によれば、X線管の管電圧に応じてTVカメラに入射する光量を調整する絞りを自動的に切り換えるため、適正な画質で表示される被写体厚さの範囲を拡大することができ、厚い被写体でもコントラストの良好な透視画像が得られ、さらに、より厚い被写体についても透視が可能となる。




 

 


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