JPH0113640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ線自動露出制御装置の改良に関する
ものである。

一般にＸ線自動露出制御装置は被写体を透過し
たＸ線を電気信号に変換し、この電気信号を積分
して所定の基準値に達した時にＸ線遮断信号を発
してＸ線曝射を停止させることにより、Ｘ線フイ
ルムの露光を制御し、撮影されたＸ線写真の黒化
度を所定の濃度に保つものであるが、Ｘ線遮断信
号が発せられてから、実際にＸ線曝射が停止され
るまでに一定時間の遮断遅れがあると、この遮断
遅れは被写体の体厚変化に応じたＸ線の制御時間
差により、フイルムの黒化度を不均一にするの
で、必要とする露光量に達する時間よりこの遮断
遅れ時間分、早くＸ線遮断信号を発するよう補正
を行なう必要がある。

従来においては、電磁開閉器によるＸ線遮断方
式の電磁開閉器動作所要時間およそ数十ミリ秒が
遮断遅れ時間として考えられており、電磁開閉器
に代えてサイリスタを用いるサイリスタスイツチ
ング方式に切り換えることにより遮断遅れがなく
なつたと云われているが実際にはＸ線曝射が停止
されるまで、特に黒化度に対する影響が完全に無
くなるまでには高電圧をＸ線管に導く高圧ケーブ
ルのチヤージ電圧の放電等の影響も含めてなおも
数ミリ秒程度の時間差がある。

これは比較的長時間の範囲で制御される場合に
は問題とならないが、近年ではＸ線フイルムを挟
持してＸ線像を光学像化させＸ線フイルムの露光
を助ける増感紙の感度向上や三相Ｘ線装置のＸ線
曝射制御を行なう制御装置の大容量化等により、
短時間撮影が行なわれるようになり、上記Ｘ線遮
断遅れの補正が重要な問題となつている。

従来の遮断遅れ補正の方式としては第８図で示
されるようにＸ線を電気信号Ioに変換後、積分器
で波線１₁で示されるように積分すると共に上記
電気信号に比例した補正値を積分値に加算するこ
とにより直線１₂で示されるような積分器出力を
得るようにしている。従つて、通常積分値が所定
基準値Voに達する時間はtoとなるのに対して、
上記電気信号に比例した補正値を積分値に加算し
ているため所定基準値Voに達する時間はto′とな
り、これによつて所定基準値に達する時間を一定
時間早めるようにしている。しかしながら、一般
にＸ線装置においてはＸ線曝射開始時点に第８図
Ｓで示されるようなサージ状の雑音を発生するこ
とが多く、上記電気信号に影響を与える。サージ
状雑音は積分されれば積分値として影響を与える
ことはないが、上記補正値は電気信号に比例した
電気量であることから、サージ状雑音が現われる
と瞬間的に基準値Voを超えて誤動作を導き易く
なる。正確な動作をさせるためには完全にサージ
状雑音を除去した補正値を作り出さねばならない
が、前述のような短時間制御の場合にはサージ状
雑音の除去回路を設けてサージ状雑音の除去に務
めるとこの除去回路のためにＸ線遮断時に補正量
が鈍り、適切な補正が行なえない。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、被
写体を透過したＸ線を検出し電気信号に変換する
検出装置と、前記検出装置の出力する信号を積分
する積分器と、Ｘ線曝射開始を指令するＸ線曝射
開始信号を所定時間遅延する遅延回路と、この遅
延回路の出力に応じて前記積分器の積分定数を切
り換える装置と、前記積分器の積分値が予め設定
した基準値に達したとき、Ｘ線遮断信号を出力す
る比較器とにより構成し、前記遮断信号によりＸ
線曝射を停止させるようにすることにより、Ｘ線
装置の遮断遅れを補正すると共にサージ状雑音の
影響を受けることなく正確な露出制御を行なうこ
とができるようにしたＸ線自動露出制御装置を提
供することを目的とする。

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。第１図は本装置の基本的な構成
を示すブロツク図であり、図中XTはＸ線管、Ｐ
は被写体、Ｆはこの被写体Ｐを透過した前記Ｘ線
管XTからのＸ線により露光され被写体ＰのＸ線
像を撮影するＸ線フイルム、CRはＸ線管XTの
管電圧や管電流の設定を行なうと共にＸ線曝射開
始信号及びＸ線遮断信号を出力するＸ線制御器、
ＨはＸ線制御器CRにて設定された管電流、管電
圧及び開閉制御に基いて前記Ｘ線管XTに駆動電
源を与える高電圧発生器である。以上はＸ線装置
部分の構成である。１は前記被写体Ｐ及びＸ線フ
イルムＦを透過したＸ線管XTからのＸ線を検出
すると共にその強さに対応した電気信号に変換し
て出力するＸ線検出装置である。２はこのＸ線検
出装置１の出力信号を積分する積分器であり、後
述する遅延回路からの出力を得ると積分定数を例
えば１／２にして出力する積分定数の切換回路を
有するものである。３は予め設定された基準値を
基準として前記積分器２の積分値を比較し、この
積分値が基準値に達すると遮断信号を発生する比
較器であり、前記Ｘ線制御器CRはこの比較器３
の出力する遮断信号を受けてＸ線遮断信号を出力
するものである。４はＸ線制御器CRの出力する
Ｘ線曝射開始信号を所定時間遅延させて前記積分
器２に与える遅延回路である。

以上、１，２，３，４にてＸ線自動露出制御装
置を構成している。

次に上記構成の本装置の動作について説明す
る。被写体Ｐの撮影部位や体厚等によりＸ線管の
管電圧、管電流等の曝射条件をＸ線制御器CRに
設定する。その後、Ｘ線曝射指令を与えるとこの
Ｘ線制御器CRはＸ線曝射開始信号を発生する。
すると高圧発生器Ｈはこの信号を受けて先に設定
された管電圧、管電流となる高圧出力が前記Ｘ線
管XTに与えられ、Ｘ線管XTからＸ線が被写体
Ｐに向け曝射される。これにより、Ｘ線は被写体
Ｐを透過してＸ線フイルムＦを露光し、更にＸ線
検出装置１に入射される。一方、Ｘ線制御器CR
からのＸ線曝射開始信号は、遅延回路４にも送ら
れる。そして、この遅延回路４にて所定時間、遅
延された後、積分定数切換信号として積分器２に
入力される。

Ｘ線検出装置１は入射されたＸ線を電気信号に
変換し、Ｘ線曝射開始から所定時間（τ）が経過
するまで積分定数を２倍にして積分し、積分器２
に与える。遅延回路４はＸ線曝射開始から所定時
間（τ）経過すると予め２倍にされた積分器２の
積分定数を１／２倍にして元の積分定数に戻す。
従つて、積分器２はＸ線検出装置１の出力をそれ
までの１／２の傾で積分する。そして、この積分
値は比較器３にて基準値と比較される。積分値が
基準値に達すると比較器３は遮断信号を発生し、
Ｘ線制御器CRに与える。するとこのＸ線制御器
CRはＸ線遮断信号を発生して高電圧発生器Ｈに
与える。これにより高電圧発生器Ｈは出力を遮断
し、Ｘ線管XTはＸ線曝射を停止する。以上の動
作が行なわれて、Ｘ線フイルムＦの露光の自動制
御が成される。本装置の動作をもう少し詳しく説
明する。

今、Ｘ線検出装置１の出力をＩ、積分器２の出
力をＶとすると、比較器３はＶが基準値Voに達
した時、出力信号を発する。第２図及び第３図は
積分定数が従来通り一定である場合の積分器２の
入力信号とその積分出力電圧を示すものであり、
時刻toにて積分器２出力はVoに達する。

これに対してＸ線を電気信号Ｉに変換するＸ線
検出装置１の出力信号を積分する積分器２の積分
定数を、Ｘ線が曝射され始める時、所定値Ｋのα
倍にしておき、Ｘ線照射開始よりτ時間後の遅延
回路出力で所定値Ｋに戻す操作、すなわちＸ線曝
射開始からτ時間が経過するまでは積分器２に
αIoの電気信号を入力し、τ時間経過後は元のIo
の電気信号に戻して入力する操作を行なうと、積
分器出力Ｖは、第４図の如くなる。尚、αは１よ
り大きい値であつて、任意に設定される値であ
る。一方、時間τはこのαの値を小さく設定する
と時間τは短くなり、逆にαの値を大きく設定す
ると時間τは長くなる。このため、時間τはＸ線
装置固有の遮断遅れ時間（to−to′）を見越して
遮断する時刻to′よりも短い時刻に設定する必要
があることから、αは２乃至３の値が望ましい。
従つてこの場合Ｖはｔ＝to′にてVoに達し、第３
図の場合に比して、to−to′時間早く比較器出力
が発せられる。

この場合、αIoの電気信号をτ時間積分して得
られる積分器２の出力電圧Vτは、入力電圧を直
流とすれば、 Vτ＝αK∫〓_pIdt＝αKIτ ……(1) となる。次に第３図に示す様に、所定の積分定数
Ｋを有する従来の積分器にて出力電圧Vτを得る
ためには、第４図から明らかな様にt′時間を有す
る。従つて、 Vτ＝K∫^t _p′Idt＝KIt′ ……(2) 従つて、(1)、(2)式より、 αKIτ＝KIt′となり、 ∴ατ＝t′ ……(3) また、本発明による補正量（to−to′）は、第
４図より明らかな様に、 t′−τ＝to−to′ ……(4) である。そこで(3)、(4)式より、 （α−１）・τ＝to−to′ となる。従つて、第４図の点線の如く、積分器出
力から見れば、見かけ上―（α−１）・τの時点
から後の信号を得ていることになる。尚、τは
種々のＸ線条件により遮断遅れを見越してto′よ
り短い時刻に設定するのが望ましいが、実際上こ
れは個々の装置に応じて実験的に求めることにな
る。上記の如く、本発明によれば、積分器２に入
力する電気信号をＸ線曝射開始からτ時間が経過
するまでにα倍にすることで第４図の四角形
PQRSの面積に相当する分だけ積分器前段で遅延
遅れを補正できるが、Ｘ線を検出し電気信号に変
換するＸ線検出装置にサージ状雑音が混入して
も、積分器２の出力としては何ら影響がない。す
なわち、Ｘ線曝射開始直後に第４図に示されるよ
うなサージ状雑音Ｓが発生しても、サージ状雑音
Ｓの発生期間はほんの一瞬であることから積分器
２の出力値としては極くわずかな値にしかならな
い。従つて、本発明のようにＸ線曝射開始からτ
時間が経過するまでに積分器２に入力する電気信
号をα倍にして、積分器２の前段で遮断遅れ分を
補正し、補正露出に達したか否かの基準値Voと
の比較はこの積分器２の出力値とで行なうように
していることから、サージ状雑音７が発生したと
しても従来のように基準値Voを超えて誤動作す
ることをなくすことができる。

又、τ時間が経過してからサージ状雑音が発生
したとしても、適正露出に達したか否かの基準値
Voとの比較は、積分器２の出力値とで行なわれ
ることから、上記と同様様に積分器２の出力値が
瞬時的に基準値を超えることはないので遮断遅れ
分の正確な補正が行なえる。

第５図は、本発明の具体的な実施例で、CRは
Ｘ線制御器、Ｈは高電圧発生器、XTはＸ線管、
１１は被写体Ｐ及びＸ線フイルムＦを透過したＸ
線を光に変換するＸ線検出器、１２はこのＸ線検
出器１１の変換出力を電気信号に変換する光電変
換素子である。１３はこの光電変換素子１２にて
変換された信号を増幅する増幅回路であり、この
増幅回路１３は演算増幅器１３ａと帰還抵抗器１
３Ｒ１及び出力抵抗器１３Ｒ２からなる。１４は
この増幅回路１３で増幅された出力を積分する積
分器であり、この積分器１４は演算増幅器１４ａ
１、この増幅器１４ａ１の入出力端子間に接続さ
れた、積分用コンデンサ１４ｃ１、このコンデン
サ１４ｃ１とスイツチ素子１４ｓ１を介して並列
に接続されたコンデンサ１４ｃ２、及び増幅器１
４ａ１と入力を同じくし、入出力端子間にスイツ
チ素子１４ｓ２を介して積分用コンデンサ１４ｃ
３が接続され、出力端子がスイツチ素子１４ｓ１
を介してコンデンサ１４ｃ２の一端に接続された
演算増幅器１４ａ２からなる。また、スイツチ素
子子１４ｓ１，１４ｓ２は後述する遅延回路１７
により連動して開閉制御され、通常図示の状態と
なつており、遅延回路１７から出力信号が導出す
ると開閉状態が逆となるようになつている。１５
はこの積分器１４の積分値が予め設定された基準
値Voに達すると、遮断信号を出力する比較器で
あり、この遮断信号は増幅器１６を経て前記Ｘ線
制御器CRに送ることによりＸ線制御器CRはＸ線
遮断記号を出力してＸ線曝射を停止させる。１７
は遅延回路で前記Ｘ線制御器CRから送られるＸ
線曝射開始信号からτ時間後に出力を発し、前記
スイツチ素子１４ｓ１，１４ｓ２の開閉状態を制
御する回路である。このスイツチ操作により積分
器１４の積分出力は、Ｘ線曝射開始時よりτ時間
後に１／αとなり、前述の如く（α−１）・τ時
間の補正が行なえる。

次に上記構成の本装置の動作について説明す
る。基本的には第１図の回路と動作は同じであ
る。Ｘ線制御器CRよりＸ線曝射開始信号を発生
させると高電圧発生器ＨはＸ線管XTに高電圧を
与え、Ｘ線管XTはＸ線曝射を行なう。この曝射
されたＸ線は被写体Ｐを透過してＸ線フイルムＦ
に入射し、更にＸ線検出器１１に入る。そして、
このＸ線検出器１１にて入射Ｘ線に対応する光に
変換される。この変換された光は更に光電変換素
子１２によつて電気信号に変換され、増幅回路１
３により増幅され、出力抵抗１３Ｒ２を介して積
分器１４に入力される。積分器１４においては、
スイツチ素子１４ｓ１，１４ｓ２がＸ線曝射開始
時は非動作状態（図示状態）にあるため、コンデ
ンサ１４ｃ２は増幅器１４ａ２側に接続されてお
り、コンデンサ１４ｃ３は回路から切り離されて
いる。ここで、コンデンサ１４ｃ１，１４ｃ２，
１４ｃ３をそれぞれの容量をC1、C2、C3とした
場合、C1＝C2＝C3／２に各容量を決めておけ
ば、このときコンデンサ１４ｃ１，１４ｃ２にそ
れぞれ流れる電流は等しく、同電位に充電されて
いく。一方遅延回路１７はＸ線制御器CRから送
られるＸ線曝射開始信号からτ時間経過後にスイ
ツチ素子１４ｓ１，１４ｓ２を付勢し、コンデン
サ１４ｃ１と１４ｃ２とが並列接続状態となり、
また増幅器１４ａ２からコンデンサ１４ｃ２が切
離され、換つて、コンデンサ１４Ｃ３が接続され
る。このとき、各容量がC1＝C2＝C3／２だから
（C1＋C2）＝C3であるので、コンデンサ１４ｃ３
へ流れる電流と、コンデンサ１４ｃ１，１４ｃ２
の並列回路に流れる電流は等しい。従つて、α＝
（C1＋C2）／C1とすると、Ｘ線曝射開始時から
τ時間経過後に積分器１４の積分定数は１／αと
なり前述の如く（α−１）・τ時間の補正が行な
える。尚、本実施例ではC1＝C2と選んでいるの
で、α＝２であり、積分定数はτ時間経過後１／
２となる。従つて、積分器１４の増幅回路出力の
積分値増加率は低くなる。このようにして積分さ
れた積分値は比較器１５にて比較されるが、積分
値が基準値に達すると比較器１５は遮断信号を出
力し、増幅器１６を介してＸ線制御器CRに与え
る。するとこのＸ線制御器CRはＸ線曝射停止信
号を出力して高電圧発生器Ｈに与え、出力を停止
させる。これによりＸ線の曝射は停止され、Ｘ線
撮影は終了する。

第６図は三相Ｘ線制御装置と組合せた場合の積
分器入力電流Ｉと積分出力電圧Ｖの波形であり、
第７図は、単相Ｘ線制御装置と組合せた場合の積
分器入力電流Ｉと出力電圧Ｖの波形である。この
波形が示す如く、遮断遅れを見越した時刻to′時
に遮断信号を出力することで、適性黒化度を得る
ための適した時刻に実際にＸ線が遮断される。

このように被写体を透過したＸ線を検出して、
その検出出力を積分器にて積分し、その積分器の
出力値が所定値に達したとき、Ｘ線装置のＸ線曝
射を遮断させてＸ線フイルムの露出制御を行なう
ようにしたものにおいて、Ｘ線撮影時にＸ線曝射
開始信号を遅延回路にて所定時間遅延させ、この
遅延出力にて前記積分器の積分定数を所定値に切
換えることにより、Ｘ線曝射開始から所定時間が
経過するまでに積分器に入力する電気信号を所定
倍にすることで遮断遅れ時間相当分だけ予め積分
値を補正するようにしたので、実際に遮断が終了
した時点では必要な露出量に達するから正確な自
動露出制御が行なえる。

また、本発明によれば、前述の如くＸ線検出器
から積分器までの信号処理系にサージ状雑音が混
入しても、Ｘ線信号を基に変換される電気信号に
比例した補正値を用いずにＸ線曝射開始から所定
時間が経過するまでの間に積分器に入力する電気
信号を所定倍にすることで遮断遅れ時間相当分の
補正をして積分操作が行なわれることにより、サ
ージ状雑音は積分器により積分されるだけである
ので、積分器の出力値としてはサージ状雑音の影
響を従来のようにそのまま受けることがなく正確
な制御が可能である。又、三相Ｘ線制御装置によ
る大線量照射の場合、数ミリ秒の遮断遅れもフイ
ルム黒化度に影響を与えるが、本発明によれば、
簡単且つ正確に極短時間の補正を行なうことがで
きる等、優れた特徴を有するＸ線自動露出制御装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な構成を示すブロツ
ク図、第２図は従来の積分器入力信号説明図、第
３図は従来の積分器出力波形説明図、第４図は本
発明による積分器出力波形説明図、第５図は本発
明の具体的な実施例を示す図、第６図は三相Ｘ線
装置と組合せた場合の積分器入出力波形図、第７
図は単相Ｘ線装置と組合せた場合の積分器入出力
波形図、第８図は従来方式の遮断遅れ補正を行な
うＸ線装置の積分器入出力波形図である。 １…Ｘ線検出装置、２…積分器、３…比較器、
１７…遅延回路、CR…Ｘ線制御器、XT…Ｘ線
管、Ｐ…被写体、Ｆ…Ｘ線フイルム、１１…Ｘ線
検出器、１２…光電変換素子、１４ｓ１，１４ｓ
２…スイツチ素子、１５…電圧比較器、Vo…設
定基準値、１４ｃ１，１４ｃ２，１４ｃ３…積分
用コンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、こ
   のＸ線管のＸ線照射条件を決定すると共にＸ線曝
   射開始信号を出力するＸ線制御器と、前記Ｘ線管
   から照射され前記被検体を透過したＸ線を検出す
   ると共にその強さに対応した電気信号に変換して
   出力するＸ線検出装置と、このＸ線検出装置から
   出力される電気信号を積分する積分器と、この積
   分器から出力される積分値を予め設定された基準
   値と比較してこの基準値に達すると前記Ｘ線制御
   器に遮断信号を出力する比較器とを備え、前記積
   分器の積分値をＸ線曝射遮断時における遮断遅れ
   時間相当分だけ補正するようにしたＸ線自動露出
   制御装置において、前記Ｘ線制御器から出力され
   るＸ線曝射開始信号を所定時間遅延させて積分定
   数切換信号として出力する遅延回路と、前記Ｘ線
   検出装置から出力される電気信号をＸ線曝射開始
   から前記所定時間が経過するまでの間任意の積分
   定数を所定倍にして積分し、前記所定時間の経過
   後は前記遅延回路から出力される前記積分定数切
   換信号に基き前記任意の積分定数に戻して積分す
   る積分器とを備え、前記Ｘ線曝射開始から前記所
   定時間が経過するまでの間に前記積分器に入力す
   る電気信号を前記所定倍にすることにより、前記
   遮断遅れ時間相当分だけ積分値を補正するように
   したことを特徴とするＸ線自動露出制御装置。