JPH0444476A - Ｘ線テレビ装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体を透過したＸ線を光学像に変換し、こ
の光学像を撮影することにより可視化に供するＸ線テレ
ビ装置に関する。

（従来の技術） 被検体にＸ線を曝射しこの透過Ｘ線をイメージインテン
シファイア（Ｉ、　　ｒ、　）に入力してＸ線を光信号
に変換した後、この光信号に基いて出力面に形成された
光学像をテレビカメラで撮影してモニタに表示するよう
にしたＸ線テレビ装置が知られている。第１０図は従来
のＸ線テレビ装置の一例の構成を示すもので、１はＸ線
管、２は被検体、３は被検体２を透過したＸ線を入力し
て光信号に変換するＩ、　　Ｉ、　、４ａ、　　４ｂは
第１及び第２の集光レンズ、５は前記光信号を集光レン
ズ４ａ、４ｂを介して入力して電気信号に変換するテレ
ビカメラとして動作する撮像管、６は撮像管５の出力信
号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、７はディ
ジタル信号を必要な信号となるように処理する信号処理
系、８は信号処理系７の出力をＸ線画像として表示する
モニタである。

第１１図はこのようなＸ線テレビ装置を用いて撮像管５
によって画像を撮影するタイミングチャートを示すもの
で、Ｘ線管１からＸ線を連続的に曝射させた状態で撮像
管５で撮影した被検体２の画像を垂直同期信号ＶＤの発
生タイミングでフレームごとに走査して゛出力させるよ
うにしたものである。ＶＩＥＷＩ、２．３・・・が各フ
レームに対応した画像を示している。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来のように撮像管をテレビカメラとして用い
ているＸ線テレビ装置では、テレビカメラのダイナミッ
クレンジが狭いために充分なコントラスト分解能が得ら
れないという問題がある。

本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
充分なコントラスト分解能を得ることができるＸ線テレ
ビ装置を提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためには本発明は、被検体を透過し
たＸ線を光学像に変換し、この光学像を撮影することに
より可視化に供するＸ線テレビ装置において、所定のタ
イミングごとに順次低利得の画像を撮影する第１の撮影
手段及び高利得の画像を撮影する第２の撮影手段と、第
１及び第２の撮影手段で各々撮影した低利得の画像及び
高利得の画像を１つの画像に合成する画像再構成手段と
を備えたことを特徴とするものである。

（作　用） 所定のタイミング例えば垂直同期信号発生タイミングご
とに順次低利得の画像及び高利得の画像を撮影した後、
これら各画像を合成して１つの画像として再構成する。

同様にしてこのような撮影及び再構成を繰返すことによ
り必要なＸ線画像を作成してモニタに表示する。これに
よってテレビカメラのダイナミックレンジを広くするこ
とができるので、充分なコントラスト分解能を得ること
ができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のＸ線テレビ装置の第１の実施例を示す
ブロック図で、Ｉ、１．−ＣＴ装置に適用した例を示す
もので、１はＸ線管、２は被検体、３は被検体２を透過
したＸ線を入力して光信号に変換する１、Ｉ−，４ａ、
４ｂは第１及び第２の集光レンズ、９は前記光信号を集
光レンズ４ａ。

４ｂを介して入力して電気信号に変換するテレビカメラ
として動作するＣＣＤ　（チャージ・カップルド・デバ
イス）、６はＣＣＤ９の出力信号をディジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器、８はモニタである。ＣＣＤ９は後
述のように垂直同期信号発生タイミングごとに順次低利
得の画像及び高利得の画像を撮影するように動作する。

１０はＸ線管１のＸ線曝射タイミングを制御するＸ線発
生器、１１はＸ線テレビ装置を構成する全体を制御する
ＣＰＵ　（中央演算装置）を含むシステムコントローラ
、１２はＣＣＤ９の動作を制御するＴＶカメラコントロ
ーラ、１３は前記ＣＣＤ９によって撮影された低利得の
画像及び高利得の画像を１つの画像に合成する２画像合
成装置、１４は２画像合成装置１３の出力に基きＸ線Ｃ
Ｔ画像を再構成する再構成装置である。

次に本実施例の作用を説明する。

第２図は本実施例装置によって画像を撮影するタイミン
グチャートを示すもので、ＴＶ左カメラＩＴＣＣＤを使
用し、ノンインターレースモードでスキャンしている。

先ずＸ線管１からＸ線を図のようにパスル状に発生させ
る。この場合Ｘ線パルスは垂直同期信号ＶＤの発生タイ
ミングごとに順次ｔ１及びｔ２　（ｔ＋＜ｔ２）時間だ
け繰返し曝射されるように、Ｘ線管１がＸ線発生器１０
によって制御される。このようなＸ線曝射に応じてＩ、
　　Ｉ、　　３に入力した透過Ｘ線は光学像に変換され
て出力され、この光学像は第１及び第２の集光レンズ４
ａ、４ｂを介してＣＣＤ９に入力されることにより電気
信号に変換されて一垂直同期信号期間ごとに蓄積される
。この蓄積された電気信号は垂直同期信号ＶＤに同期し
て発生するフィールドシフトパルス（Ｆ　Ｓ）によって
読み出されることにより、カメラ出力が得られる。短い
Ｘ線曝射時間ｔ１に対応したカメラ出力は低利得の画像
（第１のＬ画像：　ＶＩＥＷＩ）として読み出され、続
いて長いＸ線曝射時間ｔ２に対応したカメラ出力は高利
得の画像（第１の８画像：　ＶＩ　ＥＷＩ）として読み
出される。同様にして第１の画像の低利得及び高利得画
像の読み出しが終了すると、次のカメラ出力として次の
低利得の画像（第２のＬ画像：　ＶＩ　ＥＷ２）が読み
出され、続いて高利得の画像（第２の８画像：　ＶＩ　
ＥＷ２）が読み出される。以下同様にしてＶＩ　ＥＷ３
以降の画像の読み出しが繰返される。

第３図はこのようにして順次読み出される低利得及び高
利得の画像のカメラ出力特性を示すものである。

ここで各画像（Ｖ　Ｉ　ＥＷ）の低利得りの画像と高利
得Ｈの画像との利得比ＧはＸ線曝射時間ｊｌ＋ｔ２の比
で次のように表わされる。

ＣＣＤ９から出力された低利得の画像及び高利得の画像
は各々Ａ／Ｄ変換器６によってディジタル信号に変換さ
れた後、２画像合成装置１３によって先ず第１のＬ画像
と第１の８画像とが１つの画像に合成され、次に第２の
し画像と第２の８画像とが１つの画像に合成され、以下
同様にして第３の画像以降が１つの画像に合成される。

このように合成された画像は再構成装置１４によってＸ
線画像として再構成された後、モニタ８に表示される。

ここで第１の８画像（ＶＩ　ＥＷＩ）のうち飽和してい
ない信号はそのまま採用し、飽和している部分には対応
する第１のＬ画像（ＶＩ　ＥＷＩ）に前記Ｇの値を乗じ
てその部分の信号値として採用する。以下第２の画像（
ＶＩ　ＥＷ２）、第３の画像（ＶＩ　ＥＷ３）・・・に
ついても同様とする。またＨ、Ｌの区別は飽和している
か否かでなく、第４図のように特定のしきい値を設定し
このしきい値を基準にして行うようにしてもよい。

このような実施例によれば、Ｘ線曝射時間を制御するこ
とによって各々低利得の画像及び高利得の画像を撮影し
た後、これら各画像を合成して１つの画像として再構成
するので、テレビカメラのダイナミックレンジを広くす
ることができる。従って充分なコントラスト分解能を得
ることができる。なお本実施例装置を透過像撮影を行う
場合にも適用することができ、この場合は第１図の構成
で再構成装置１４は不要となる。またＸ線パルスを繰返
し曝射してもよいが、１シヨツトだけで撮影するように
してもよい。

本発明の第２の実施例として、第１図の構成のＣＣＤ９
の電子シャッター機能を利用することによって、Ｘ線曝
射を連続的に行いこのＣＣＤ９により低利得の画像及び
高利得の画像を順次撮影する例を示すものである。また
Ｘ線曝射をパルス状に行ってもよいが、この場合は第５
図に示すように、電子シャッターの積分時間中はＸ線曝
射が行われているように制御されていることが望ましい
。

この場合利得比Ｇは次式のように示される。

Ｖ　Ｉ　ＥＷＩ　ＬのＸ線量（光量） また低利得及び高利得の画像合成方法は第１の実施例と
同様に行われる。

第６図及び第７図は本発明の第３の実施例を示すブロッ
ク図及びタイミングチャートで、低利得の画像及び高利
得の画像を光学絞りを利用して順次撮影する例を示すも
のである。１５は第１及び第２の集光レンズ４ａ、４ｂ
間に配置された光学絞り、１６はこの光学絞り１５の絞
り度合いを制御する絞り制御器、１７はＣＣＤ又は撮像
管から構成されたテレビカメラである。

第７図のようにＸ線曝射を連続的に行わせた状態で、垂
直同期信号ＶＤの発生タイミングごとに光学絞り１５を
交互に太き（、小さく絞るように制御する。これによっ
て小さな絞りに対応したカメラ出力は低利得の画像（第
１のＬ画像：ＶＩＥＷｌ）として読み出され、続いて大
きな絞りに対応したカメラ出力は高利得の画像（第１の
８画像：ＶＩ　ＥＷＩ）として読み出される。同様にし
て次のカメラ出力として第２の画像（ＶＩ　ＥＷ２）　
が読み出され、以下第３の画像（ＶＩ　ＥＷ３）以降が
読み出されることになる。ここで利得比Ｇは次式のよう
に示される。

また低利得及び高利得の画像合成方法は第１の実施例と
同様に行われる。なお光学絞り１５は機械式でも電子式
（例えば液晶を利用したもの）でもよい。

第８図及び第９図は本発明の第４の実施例を示すブロッ
ク図及びタイミングチャートで、利得の異なる２台のテ
レビカメラを同時に利用して低利得の画像及び高利得の
画像を順次撮影する例を示すものである。４ａ、４ｂ、
４ｃは第１．第２゜第３の集光レンズ、６ａ、６ｂはＡ
／Ｄ変換器、１７ａ、１７ｂはＣＣＤ又は撮像管から構
成された第１及び第２のテレビカメラ、１８は第１及び
第２の集光レンズ４ａ、４ｂ間に配置されたハーフミラ
−１９ａ、１９ｂは各々第１及び第２のテレビカメラ１
７ａ、１７ｂに入力される光信号を絞り込む第１及び第
２の光学絞りである。

第９図のようにＸ線曝射を連続的に行わせた状態で、垂
直同期信号ＶＤの発生タイミングごとに第１及び第２の
テレビカメラ１７ａ、１７ｂに入力される光信号を交互
に太き（、小さく絞るように制御し、かつ同一のタイミ
ングでは同一画像（例えばＶＩ　ＥＷＩ）が一方は大き
く、他方は小さく絞るように制御する。これによって垂
直同期信号ＶＤの発生タイミングごとに、同時に低利得
の画像及び高利得の画像が、第１及び第２のテレビカメ
ラ１７ａ、１７ｂによって順次各画像ごとに撮影される
ことになる。ここで利得比Ｇは次式のように示される。

絞り差は第１及び第２の光学絞り１９ａ。

１９ｂの開度差によっても実現することができる。

またハーフミラ−１８の透過率と反射率との比を適当に
選んでも実現することができる。

このように本発明実施例によれば、１．１．及びテレビ
カメラを用いてＸ線画像の撮影を行うにあたり、各種手
段によって同一撮影対象部位につき利得の異なる２つの
画像を撮影した後、これを１つに合成するようにしたの
で、テレビカメラのダイナミックレンジを広めることが
できる。本発明に用いるテレビカメラは、ＣＣＤ等のよ
うな固体撮像素子に限ることなく通常用いている撮像管
を用いても同様な効果を得ることができる。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、低利得の画像及び高
利得の画像を撮影した後、各画像を合成して１つの画像
として再構成するようにしたので、テレビカメラのダイ
ナミックレンジを広くすることができ充分なコントラス
ト分解能を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＸ線テレビ装置の第１の実施例を示す
ブロック図、第２図は第１の実施例の作用を説明するタ
イミングチャート、第３図は本発明で撮影される画像の
説明図、第４図は第１の実施例の変形例の説明図、第５
図は本発明の第２の実施例の作用を説明するタイミング
チャート、第６図及び第７図は本発明の第３の実施例を
示すブロック図及びその作用を説明するタイミングチャ
ート、第８図及び第９図は本発明の第４の実施例を示す
ブロック図及びその作用を説明するタイミングチャート
、第１０図及び第１１図は従来装置を示すブロック図及
びその作用を説明するタイミングチャートである。 ３・・・ｒ、ｒ、　　（イメージインテンシファイア）
、９・・・ＣＣＤ、　　　１３・・・２画像合成装置、
１４・・・再構成装置、 １５．１９ａ、１９ｂ−光学絞り、 １７．１７ａ、１７ｂ・・・テレビカメラ、１８・・・
ハーフミラー １×輔雪 第 図 第 図 第 図 カメラボ力 Ｘ線 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体を透過したＸ線を光学像に変換し、この光学像を
   撮影することにより可視化に供するＸ線テレビ装置にお
   いて、所定のタイミングごとに順次低利得の画像を撮影
   する第１の撮影手段及び高利得の画像を撮影する第２の
   撮影手段と、第１及び第２の撮影手段で各々撮影した低
   利得の画像及び高利得の画像を１つの画像に合成する画
   像再構成手段とを備えたことを特徴とするＸ線テレビ装
   置。