JPS6160560B2 - - 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線フイルムを挾
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。

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、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検出装置の電気信号変換
効率を切り換える装置と、前記検出装置の出力す
る信号を積分する積分器と、この積分器の積分値
を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して正確な露出制
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
このＸ線曝射開始信号により動作しこのＸ線制御
器CRの設定した管電流及び管電圧を発生させて
前記Ｘ線管XTに与えてＸ線の曝射を行なわせる
と共に前記Ｘ線遮断信号にて出力を停止し、Ｘ線
曝射を遮断させ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線検出装置であり、後述する
遅延回路からの出力を得ると変換効率を例えば1/
２にして出力する変換効率の切換回路を有するも
のである。２はこのＸ線検出装置１の出力信号を
積分する積分器、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Ｘ線検
出装置１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C.R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を前記Ｘ線
管XTに与える。これにより、Ｘ線管XTはＸ線を
被写体Ｐに向け曝射する。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、Ｘ線検出装置１に入力され
る。

Ｘ線検出装置１は入射されたＸ線を所定の変換
効率で電気信号に変換して積分器２に与えるが、
遅延回路４を介して前記Ｘ線曝射開始信号を受け
ると変換効率を1/2に切り換えて信号の出力を始
める。このＸ線検出装置１の出力を受けると積分
器２はこれを積分する。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V₀に達
した時、出力信号を発する。第２図及び第３図は
Ｘ線検出装置１の変換効率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t₀にて積分器２出力はV₀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の変換効率を、Ｘ線が曝射され始める
時、所定値の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に戻す操作を行
なうと、Ｘ線検出装置１の出力Ｉは第４図のよう
になり、積分器出力Ｖは、第５図の如くなる。従
つてこの場合、Ｖはｔ＝t₀′にてV₀に達し、第３
図の場合に比して、t₀−t₀′時間早く比較器出力が
発せられる。第４図より明らかなように斜線部が
等しくなるので （αI₀−I₀）・τ＝（t₀−t₀′）・I₀ ∴（α−Ｉ）・τ＝t₀−t₀′ となる。従つて、第５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、しかも入力信号I₀の値に無関係
に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t₀′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前段での波
形処理により（α−１）・τ時間の遮断遅れ補正
を、しかも入力信号I₀の値に無関係に行なうこと
ができるので、例えば、被写体の体厚変化に応じ
てＸ線条件を変化させることによつて生ずる入力
信号I₀の変化にかかわることなく、正確な補正が
行なえる。

第６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１３ｂ
並列接続されてなる出力抵抗器１３ｃ及び１３ｄ
と抵抗器１３ｃを切り離すためのスイツチ素子１
３ｅ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１
４は演算増幅器１４ａと積分用コンデンサ１４ｂ
から成る。１５は、この積分器１４の積分値が予
め設定された基準値V₀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１
６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線遮断信号を出力してＸ線曝射
を停止させる。前記スイツチ素子１３ｅは、Ｘ線
曝射開始時は閉路常態にあり、抵抗器１３ｃを抵
抗器１３ｄと並列に接続させている。１８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１３ｅを閉路状態にし、抵抗器１３ｃを
回路から切り離す構成としてある。このスイツチ
操作により増幅器１３の増幅度は、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１３
に送られる。すると、この増幅回路１３はこれを
増幅して出力する。増幅回路１３には抵抗器１３
ｃ，１３ｄの並列回路が出力抵抗として接続され
ているので、この並列接続した抵抗を介して増幅
された出力は積分器１４に入力される。

一方、Ｘ線制御器CRの出力するＸ線曝射開始
信号は遅延回路１７により所定時間遅延されて
後、スイツチ素子１３ｅに与えられる。するとこ
のスイツチ素子１３ｅは動作して開路する。これ
によりスイツチ素子１３ｅと直列接続された抵抗
器１３ｃは増幅回路１３の出力側から切り離され
るので、増幅回路１３の出力抵抗は抵抗器１３ｄ
のみとなつて抵抗値が大きくなる。従つて、この
時点で積分器１４への出力電流が抑えられる形と
なるから、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。

このようにスイツチ素子１３ｅは、Ｘ線曝射開
始時は閉路常態にあり、抵抗器１３ｃは抵抗器１
３ｄと並列に接続されている。そして、遅延回路
１７により、Ｘ線制御器CRから送られるＸ線曝
射開始信号からτ時間遅延させて後に、スイツチ
素子１３ｃを開路状態にし、抵抗器１３ｃを回路
から切り離す。このスイツチ操作により増幅回路
１３の増幅度は、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。抵抗器１３ｃ及び１３ｄの抵抗値
を、それぞれRc及びRdとすると α＝Ｒｄ／ＲｃＲｄ＝Ｒｃ＋Ｒｄ／Ｒｃ となる。

第７図は三相Ｘ線制御装置と組み合せた場合の
積分器入力電流Ｉと積分器出力電圧Ｖの波形であ
り、第８図は、単相Ｘ線制御装置を組合せた場合
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、その積分値所
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、前記検出出力の電気
信号変換効率を高め、且つ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
記電気信号変換効率を定常値に戻すことにより、
フイルムの最適黒化度を得るための入力信号Ｉを
確保しながらＸ線曝射遮断時における遮断遅れ時
間相当分だけ予め積分値を高めて補正するように
したので、遮断遅れ時間の間における露出量分を
予め補正して積分されてゆく。よつて検出出力積
分値が所定値に達すればその時点で遮断遅れ時間
分の露出量を残した状態でＸ線遮断信号が出力さ
れて遮断操作に移る。従つて、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遮断遅れ
時間を加味した正確な自動露出制御が行なえる。

また、本発明は付帯的な効果として次のような
点も掲げることができる。すなわち、一般にＸ線
装置においては、Ｘ線曝射開始時点にサージ状の
雑音を発生することが多く、例えばすでに実用に
供されている特開昭49−114892号に開示された技
術のように、平均値読取回路にて入射Ｘ線量の平
均をとり、この平均値で基準値をコントロールす
る技術においては、このサージ状の雑音が現われ
ると瞬時的に基準値を超えて誤動する恐れがあ
る。即ち、特開昭49−114892号はその公報中の第
６図に示す様に、コンデンサを備えたピーク検出
回路及び所定の増幅率を有する増幅回路にて構成
された平均値読取回路にてＸ線線量率を検知し、
この平均値にて基準電圧発生器の基準値をコント
ロールするものである。従つて、サージ状の雑音
が発生するとそのピーク値が前述のピーク検出回
路にてホールドされてしまい、誤動作する要因と
なつてしまうものである。しかしながら、前述し
た本発明によれば、積分操作が行なわれるために
サージによる悪影響を受けることがないという効
果をも有する。又、三相Ｘ線制御装置による大線
量率照射の場合、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。

尚、この実施例においては変換効率として増幅
器の増幅度を切り換えているが、これはＸ線検出
器から積分器入力までの間であれば、いずれの効
率を切り換えても良い、例えば、光電素子の感度
を切り換えても良いし、Ｘ線検出器の検出野面積
又は透過度の切り換えを行なつても同等の効果を
得ることができる。

例えば、第９図に示す如く、光電素子として光
電子増倍管（ホトマル）PHを用いている場合に
はこのホトマルPHの検出効率を調整するダイノ
ードD₁，D₂……………D₉のバイアス電位を調整
することによつても行なえる。即ち、ダイノード
D₁，D₂……………D₉の接地側端に並列接続して
成る抵抗器Ra，Rbを直列接続し、また抵抗値を
選択できるように抵抗器Rbには直列にスイツチ
SWaを設けてこの抵抗器Rbを回路から切り離す
ことができるようにしておき、スイツチSWaを
断続してバイアス電位を変化させる。これによつ
て、ホトマルPHの検出効率を変化させることが
可能であり、また、ホトマルPHのカソードＫに
与えている負電位−HVを可変しても同様であ
る。

尚、第１０図に上述した本発明装置による自動
露出制御の試験結果を示しておく。図は縦軸が黒
化度、横軸が露出時間を示し、２〔ｍsec〕から
1000〔ｍsec〕にわたる種々の露出時間における
Ｘ線フイルムの自動露出させた結果を示したもの
で、黒化度の最適値を１として表わしている。図
から明らかなようにＡで示す従来方式では400
〔ｍsec〕もの長時間露出にならないと最適値に近
づかず、短時間露出では全く不正確な制御となる
がＢで示す本願方式ではほぼ平均化され特に短時
間露出ではその効果が顕著である。

【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
発明により変換された積分器入力信号説明図、第
５図は本発明による積分器出力波形説明図、第６
図は本発明の具体的な実施例を示す図、第７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８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９図は本発明の他の例を示す
回路図、第１０図は本発明装置と従来装置との制
御結果を比較するための図である。 １……Ｘ線検出装置、２……積分器、３……比
較器、４，１７……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、１３ｅ……スイツチ素子、１５……電圧
比較器、V₀……設定基準値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被写体を透過したＸ線を検出し電気信号に変
   換して出力する変換効率選択可能なＸ線検出装置
   と、このＸ線検出装置出力を積分する積分器と、
   この積分器の積分値を基準値と比較し積分値が基
   準値に達したときＸ線遮断を指示する遮断信号を
   出力する比較器と、Ｘ線曝射開始を指令する信号
   を所定時間遅延させて出力すると共にこの遅延さ
   せた信号を前記変換効率選択用の信号として前記
   Ｘ線検出装置に与える遅延回路とより成り、Ｘ線
   遮断時におけるＸ線遮断遅れ時間分のＸ線量を前
   記遅延回路から信号が出力されるまでの間、前記
   Ｘ線検出装置の変換効率を所定値に高めて予め補
   正させることを特徴とするＸ線自動露出制御装
   置。