JPH06245122A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調変換を自動的に行うことにより、画像に
所望のコントラストを与え得る撮像装置の提供。 【構成】 レンズ１を経た入射光ａはハーフミラー２に
より分光され、一方はレンズ３によってＣＣＤ５上に結
像し、他の一方は屈折性レンズ４により入射光ｃの低周
波成分が分離され、ＣＣＤ６上に結像する。ＣＣＤ５は
レンズ３によって結像された入射光ｂを、ＣＣＤ６は屈
折性レンズ４によって結像された入射光ｃを、電気信号
ｄ，ｅに変換して逐次出力する。タイミング発生・駆動
部７はタイミング信号によりＣＣＤ５及びＣＣＤ６を駆
動し、同じ位置に対応する画素をＣＣＤ５及びＣＣＤ６
から同時に出力させる。減算器８はＣＣＤ５の出力信号
ｄからＣＣＤ６の出力信号ｅを減算し、階調変換器１０
に入力され階調変換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線診断装置に関し、特
に、光電子増倍管からの光（像）を撮像する撮像装置と
してのＣＣＤカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＦ装置（デジタル・フルオログラフ
ィ；血管撮影装置）やＸ線テレビ寝台等、Ｘ線管球，光
電子増倍管（ＩＩ；Image Intensifier ），撮像装置
（例えば、ビデオカメラ）及びビデオモニタを用いたＸ
線透視装置ではＸ線の透過量を光電子増倍管で光に変換
し、これをビデオカメラで撮像し、ビデオモニタで表示
する。

【０００３】従来のビデオモニタの撮像素子として、サ
チコンと呼ばれる真空管を使ったものがよく用いられて
きたが、最近ではＣＣＤ（Charge Coupled Device ；電
荷結合素子）が用いられるようになりつつある。

【０００４】ＣＣＤはサチコンと比べると多くの有利な
面があり、その中の１つとして、ダイナミックレンジが
広く、ハレーションを起こしにくいという特徴があるの
で、被写体を透過することなく光電子増倍管に入射され
た部分と、減衰の大きな被写体を透過してきた部分とを
同じ画面でハレーションを起こすことなく観察すること
ができる。

【０００５】図８はＣＣＤを用いたビデオカメラの従来
例である。図８において、光電子増倍管からの光はレン
ズ８１を通ってＣＣＤ８２上に結像する。ＣＣＤ８２上
の像はタイミング発生／ＣＣＤ駆動部８３により駆動さ
れスキャンされる。ＣＣＤ８２の１つのセルに対応する
光の強弱が電気信号に変換され、順次Ａ／Ｄコンバータ
８４に入力される。Ａ／Ｄコンバータ８４の出力は階調
変換回路８５によってモニタのダイナミックレンジに合
うように階調変換され、Ｄ／Ａコンバータ８６に入力さ
れアナログ出力として出力される（図８ではデジタル出
力としても出力することができる構成となっている）。

【０００６】図９はＣＣＤビデオカメラを用いたＸ線透
視装置の一例である。図９でＸ線管９１からのＸ線はＸ
線発生制御部９２により線量を制御され、寝台９３上の
被検者Ｐに対して曝射される。被検者Ｐを透過した透過
Ｘ線量は光電子増倍管で光に変換され光学系（図示せず
（図８のレンズ８１に相当））を経てＣＣＤカメラ９５
に入力する。

【０００７】ＣＣＤカメラ９５では、例えば、上述した
図８の場合と同様にして、アナログ信号またはデジタル
信号を出力する。そして、アナログ信号出力の場合はそ
のままビデオモニタ９６に入力され、診断画像としてモ
ニタ９６上に表示される。

【０００８】また、デジタル信号出力の場合は、例え
ば、デジタル画像処理装置９７に入力され、画像処理を
施されてからＤ／Ａ変換されてアナログ信号としてビデ
オモニタに入力され、診断画像としてモニタ上に表示さ
れる。

【０００９】このようなＣＣＤを撮像素子として用いた
ビデオカメラでは、上述したように、ダイナミックレン
ジが広いのでハレーションを起こしにくいという特徴が
あるが、ビデオモニタのダイナミックレンジがあまり広
くとれないため、従来の技術では階調変換回路を設けて
Ａ／Ｄ変換後のデジタルデータに対してモニタのダイナ
ミックレンジに合うように階調変換を行っていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術ではモニタのダイナミックレンジに合うように
階調変換を行うと一律な階調となり、コントラストのな
い画面となるという問題点があった。

【００１１】例えば、表示された画像にたいし所望のコ
ントラストを強調した像を得ようとしても自動的にその
ような像を得ることができず、手動による繁雑な操作を
要し、その場合でも必ずしも所望のコントラストを得る
ことができるとは限らないという不都合があった。

【００１２】本発明は、上記問題点及び不都合に鑑みて
なされたものであり、Ｘ線診断装置において、適切な階
調変換を自動的に行うことにより、画像に所望のコント
ラストを与え得る撮像装置（ＣＣＤカメラ）を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の撮像装置は、入射光から第１及び第２の入
射光を得て、該第１の入射光を結像させて光学像を得る
光学系と、光学像を電気信号に変換して第１の電気信号
を得る第１の電荷結合素子と、第２の入射光から所定空
間周波数以下の低空間周波数成分を分離して出力する光
フィルタ手段と、低空間周波数成分を電気信号に変換し
て第２の電気信号を得る第２の電荷結合素子と、第１及
び第２の電荷結合素子を同期させ駆動する同期・駆動手
段と、第１及び第２の電気信号を入力し、該第１の電気
信号から第２の電気信号を差引く減算手段と、減算手段
による減算結果に対して階調変換を行う階調変換手段
と、を有することを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成により本発明の撮像装置は、光学系に
より入射光から第１及び第２の入射光を得て、該第１の
入射光を結像させて光学像を得て、第１の電荷結合素子
により光学像を電気信号に変換して第１の電気信号を得
て、光フィルタ手段により第２の入射光から所定空間周
波数以下の低空間周波数成分を分離して出力し、第２の
電荷結合素子により低空間周波数成分を電気信号に変換
して第２の電気信号を得る。

【００１５】そして、同期・駆動手段により第１及び第
２の電荷結合素子を同期させ駆動し、減算手段により第
１及び第２の電気信号を入力し、該第１の電気信号から
第２の電気信号を差引き、階調変換手段により減算手段
による減算結果に対して階調変換を行う。

【００１６】

【実施例】図１は本発明に基づく撮像装置の一実施例の
構成を示すブロック図であり、撮像装置としてのＣＣＤ
カメラは、入射光ａを収束するレンズ１，レンズ１を経
た入射光ａを分光するハーフミラー２，及びレンズ３か
らなる光学系と、レンズ３によって結像された光学像を
電気信号ｄに変換して逐次出力するＣＣＤ５と、復屈折
性レンズ４と、復屈折性レンズ４によって結像された光
学像を電気信号ｅに変換して逐次出力するＣＣＤ６と、
ＣＣＤ５およびＣＣＤ６を同期させて駆動するタイミン
グ発生・駆動部７と、減算器８と、係数Ｋ入力手段９及
び階調変換器１０からなる階調変換手段と、を有してい
る。

【００１７】図１において、入射光ａはレンズ１で収束
されてハーフミラー２に入射し、ハーフミラー２により
分光され、一方はハーフミラー２を透過してレンズ３に
入射し、レンズ３によってＣＣＤ５上に結像する。他の
一方はハーフミラー２により反射されて復屈折性レンズ
４に入射する。屈折性レンズ４を経た入射光（光学像）
は空間周波数的にローパスフィルタがかけられた光成分
となるので、復屈折性レンズ４により入射光ｃの低周波
成分（空間周波数の低い方の光をいう）が分離され、そ
の低周波成分がＣＣＤ６上に結像する。

【００１８】ＣＣＤ５はレンズ３によって結像された入
射光ｂを電気信号ｄに変換して逐次出力する（図２にＣ
ＣＤ５の出力から得られる画像の例を示し、図４に図２
の画像上の線分Ａの部分についてのプロファイルを示
す）。

【００１９】また、ＣＣＤ６は屈折性レンズ４によって
結像された入射光ｃを電気信号ｅに変換して逐次出力す
る（図５にローパス画像上の図２中の線分Ａに対応する
部分についてのプロファイルを示す）。この場合、ＣＣ
Ｄ６は空間周波数のあまり高くない画像を扱うので、Ｃ
ＣＤ５より空間分解能が低い素子でもよい。

【００２０】タイミング発生・駆動部７はタイミング信
号を発生してＣＣＤ５及びＣＣＤ６を同期させて駆動
し、同じ位置に対応する画素をＣＣＤ５及びＣＣＤ６か
ら同時に出力させる。

【００２１】減算器８はＣＣＤ５及びＣＣＤ６からの出
力信号ｄ，ｅを入力し、ＣＣＤ５の出力信号ｄからＣＣ
Ｄ６の出力信号ｅを減算する。このとき、ＣＣＤ６の出
力信号ｅは係数Ｋ入力手段によって入力される係数Ｋに
よってＫ倍される。減算器８の出力は階調変換器１０に
入力される。

【００２２】階調変換器１０では、例えば、図７のよう
な変換を行い、階調変換された信号を出力する。ここ
で、図３は階調変換器１０の出力から得られた画像の例
であり、図２に示す画像からローパス画像を差引いて階
調変換した画像である。また、図４は図３の画像上の線
分Ｂの部分についてのプロファイルである。

【００２３】従って、本発明によればハレーションを抑
制し、かつコントラストのある階調変換を行い得る。な
お、上記実施例において、減算器、階調変換器等はオペ
アンプ等を用いて実現することができる。また、ＣＣＤ
からの出力をデジタルデータに変換してデジタル回路技
術によっても上記減算器、階調変換器等を実現すること
ができる。以上本発明の一実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形実施が可能であることはいうまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のＣＣＤカメ
ラによれば、適切な階調変換によってハレーションを起
こさず、且つコントラストがあり、画面のフレーム遅れ
を生じさせない画像信号をモニタに送出することができ
る。また、コントラストのある画像を提供できることか
ら画像の濃度分解能が向上する。さらに、画像の分解能
が向上により、より検査しやすい画像が提供されること
となり検査時間の短縮による診断能率の向上に寄与し得
る。

【００２５】例えば、本発明の撮像装置を図９に示すよ
うなＸ線診断装置の撮像装置（ＣＣＤカメラ）として用
いた場合、下肢の造影撮影においてもハレーションの抑
制された画像を観察することができるので、ハレーショ
ンを抑制するため従来行っていたような股間へのＸ線補
償フィルタを挿入するといったような手間を省くことが
でき、オペレータの負担を軽減することができる。

【００２６】同様にＰＴＣＡ手法（経皮的環状動脈形成
術）などにおいても肺野部分のハレーションが抑制され
たコントラストのある見やすい画像を観察することがで
き、カテーテルの操作がしやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく撮像装置（ＣＣＤカメラ）の一
実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の電荷結合素子（ＣＣＤ）の出力から得ら
れる画像の例である。

【図３】階調変換器１０の出力から得られた画像の例で
ある。

【図４】図２の画像上の線分Ａの部分についてのプロフ
ァイルである。

【図５】ローパス画像上の図２中線分Ａに対応する部分
についてのプロファイルである。

【図６】図４の画像上の線分Ｃの部分についてのプロフ
ァイルである。

【図７】階調変換器による階調変換の説明図である。

【図８】ＣＣＤを用いたビデオカメラの従来例である。

【図９】ＣＣＤビデオカメラを用いたＸ線透視装置の一
例である。

【符号の説明】

１，３ レンズ（光学系） ２ ハーフミラー（光学系） ４ 復屈折性レンズ（光フィルタ手段） ５ ＣＣＤ（第１の電荷結合素子） ６ ＣＣＤ（第２の電荷結合素子） ７ タイミング発生・駆動部 ８ 減算器 ９ 係数Ｋ入力手段 １０ 階調変換器（階調変換手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/66 Ａ 9068−5Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光から第１及び第２の入射光を得
   て、該第１の入射光を結像させて光学像を得る光学系
   と、 前記光学像を電気信号に変換して第１の信号を得る第１
   の電荷結合素子と、 前記第２の入射光から所定空間周波数以下の低空間周波
   数成分を分離して出力する光フィルタ手段と、 前記低空間周波数成分を電気信号に変換して第２の信号
   を得る第２の電荷結合素子と、 前記第１及び第２の電荷結合素子を同期させ駆動する同
   期・駆動手段と、 前記第１及び第２の信号を入力し、該第１の信号から第
   ２の信号を差引く減算手段と、 前記減算手段による減算結果に対して階調変換を行う階
   調変換手段と、 を有することを特徴とする撮像装置。