(57)【要約】【課題】簡単な構成で製造コストが低廉でありながら、実質的な光量損失を招かず、アイリス装置における光量制御性能が高く、優れた画質のＸ線映像信号を得ることができるよう改善する。【解決手段】Ｘ線管１１と、Ｘ線管１１から放射され被写体１０を透過したＸ線が入射するＸ線蛍光増倍管１２と、Ｘ線蛍光増倍管１２から出力される光学像を導く出力光学系１３と、これにより導かれた光学像が入力されるＴＶカメラ１４と、出力光学系１３に挿入されたＴＶレンズアイリス１７と、光学系１３のＴＶレンズ１６の表面において光路中央部に位置するよう設けられた半透明膜１８とを備える。【選択図】図１
2006130045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線蛍光増倍管と、該Ｘ線蛍光増倍管の出力光学像を導く出力光学系と、該出力光学系により導かれた光学像が入力される光撮像装置と、上記出力光学系に挿入された調光用アイリス装置と、上記出力光学系のレンズ表面において光路中央部に設けられた透過光量減少膜とを有することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項２】
上記透過光量減少膜は、出力光学系の入射瞳位置に設けられることを特徴とする請求項１記載のＸ線撮像装置。
【請求項３】
上記透過光量減少膜は、出力光学系の入射瞳位置から光軸方向にオフセットされた位置に設けられることを特徴とする請求項１記載のＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、医療用あるいは工業用のＸ線撮像装置に関し、とくにＸ線蛍光増倍管を用いるＸ線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮像装置は、被写体を透過したＸ線による画像を撮像するものであるが、Ｘ線蛍光増倍管を用いるＸ線撮像装置では、被写体を透過したＸ線をまずＸ線蛍光増倍管に入力して輝度増倍した可視光線の光学像に変換し、この光学像を出力光学系により、ＴＶ撮像管やＣＣＤカメラなどの光撮像装置に導いて映像信号を得る。そして、通常、たとえば下記特許文献１に示されるように、光撮像装置に入射する可視光線量を調整するためのアイリス装置（絞り装置）を出力光学系に設ける。また、下記特許文献２に示すようにアイリス装置の開口度を制御する制御回路系を設けることも知られている。たとえば医療用Ｘ線撮像装置などでは、撮影術式や被写体の状況によりＸ線蛍光増倍管に入射するＸ線量は大きく異なり、その結果光撮像装置に入射する可視光線量も大きく変化し、そのままでは光撮像装置のダイナミックレンジをオーバーしてしまうので、これを避けて優れた画質のＸ線映像信号を得るために光撮像装置の入射光量を調整する必要があるからである。
【特許文献１】特開２０００−４３９７号公報
【特許文献２】特開平１１−８８７６９号公報
【０００３】
ところで、ＣＣＤ素子などの撮像素子の小型化に対応して、Ｘ線蛍光増倍管から光撮像装置へ光学像を導く出力光学系（通常多数枚のレンズで構成される）の小型化が進んでおり、これに組み込むアイリス装置も小型化されている。一方、医療用Ｘ線撮像装置ではＸ線診断方法の多様化により光量変化の度合いが大きくなってきてより小さな最小絞り径が要求されるとともに、より精細なＸ線映像信号を得るための光量制御の精度向上が要求されている。
【０００４】
しかし、アイリス羽根の機械的精度・ガタツキ、摩擦力、電気的制御誤差などは最小絞り径が小さくなればなるほど性能に及ぼす影響が顕著になり、アイリス装置の調光精度や再現性といった性能の確保が困難なものとなっていく。その結果、アイリス装置の各部品のコスト上昇の原因や性能劣化の要因となっていた。
【０００５】
これに対する改良法として、光路中にＮＤフィルタを適宜挿入する機構を持たせたものも知られているが、こうした機構を設ければ、機構的に複雑になり高コストの要因となる。また引用文献１のように、アイリス装置に加えて入力電圧に応じて光の透過率が変化するフィルタを光学系に挿入することも考えられるが、同様に構成複雑で高コストとなるという問題から逃れられない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、簡単な構成で製造コストが低廉でありながら、実質的な光量損失を招かず、アイリス装置における光量制御性能が高く、優れた画質のＸ線映像信号を得ることができる、Ｘ線撮像装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１記載のＸ線撮像装置においては、Ｘ線蛍光増倍管と、該Ｘ線蛍光増倍管の出力光学像を導く出力光学系と、該出力光学系により導かれた光学像が入力される光撮像装置と、上記出力光学系に挿入された調光用アイリス装置と、上記出力光学系のレンズ表面において光路中央部に設けられた透過光量減少膜とが備えられることが特徴となっている。
【０００８】
また、請求項２記載のＸ線撮像装置においては、上記透過光量減少膜は、出力光学系の入射瞳位置に設けられることが特徴となっている。
【０００９】
さらに請求項３記載のＸ線撮像装置においては、上記透過光量減少膜は、出力光学系の入射瞳位置から光軸方向にオフセットされた位置に設けられることが特徴となっている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、Ｘ線蛍光増倍管からの出力光学像を光撮像装置に導く光学系を構成するレンズ表面には透過光量減少膜が、その光路中央部に位置するように設けられている。そのため、アイリス装置が絞られてきたとき、透過光量減少膜によって透過する光量が減少させられて、より絞って開口径を小さくした場合と同様になる。つまり、開口径を小さくしなくても透過光量をより減少させることができる。そこで、アイリス装置の最小開口径を小さくしなくてもよくなるので、アイリス羽根の機械的精度や制御系の誤差などがより顕著に影響してくるという事態を避けて、アイリス装置の小絞り時の調光性能を向上させることができる。他方、アイリス装置の絞りを開放に近くした大絞り時には、透過光量減少膜は光路中央部にしか設けられないため、光量の減少率は小さく、問題を生じさせないばかりか、光路中央部の光量の減少のため、光路の中央部と周辺部との光量偏差を補正することができる。透過光量減少膜をレンズ表面に設けるだけなので、加工は簡単であり、製造コストが増大することはない。
【００１１】
請求項２の発明によれば、透過光量減少膜は出力光学系の入射瞳位置に設けられているので、出力画像にこの透過光量減少膜の陰影が現れることがない。
【００１２】
請求項３の発明によれば、透過光量減少膜は出力光学系の入射瞳位置から光軸方向にオフセットされた位置に設けられているので、アイリス装置の開口径が透過光量減少膜の大きさよりもやや大きい領域での、アイリス開口径に対する光量変化率が緩やかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎに、この発明を実施したＸ線撮像装置について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、この発明の一実施例にかかる医療用Ｘ線撮像装置の全体の模式図である。この図１に示すように、被写体（被検者）１０に向けてＸ線管１１よりＸ線が照射され、被写体１０を透過したＸ線がＸ線蛍光増倍管１２に入射する。このＸ線蛍光増倍管１２は入射したＸ線を増倍して可視光線に変換するもので、Ｘ線透過像が光学像としてその出力蛍光面から出力される。この光学像は出力光学系１３を経てＴＶカメラ１４に導かれる。ＴＶカメラ１４は光学像を撮像する撮像管やＣＣＤカメラなどであり、出力光学系１３は、このＴＶカメラ１４の撮像面に、出力光学像を集光・再結像させるための対物レンズ１５やＴＶレンズ１６などを有するとともにＴＶレンズアイリス１７を備える。ＴＶレンズ１６の表面には半透明膜１８が蒸着や貼付などによって設けられている。
【００１５】
このＴＶレンズ１６とＴＶレンズアイリス１７の部分を拡大して示すと図２のようになる。また、この図２の左方向から見た正面図は図３のようになる。ＴＶレンズアイリス１７は、複数枚（ここでは５枚）のアイリス羽根１９とこれら移動させる羽根駆動機構２０とによって構成され、アイリス羽根１９が移動させられることによって多角形（五角形）の開口の大きさが変えられる。半透明膜１８はＴＶレンズ１６の表面において、光路の中央の一部を占めるように設けられている。
【００１６】
アイリス羽根１９および半透明膜１８の光軸上の位置は入射瞳位置とされる。ＴＶレンズ１６は（対物レンズ１５も同様であるが）実際には多数枚のレンズを組み合わせて構成されているため、その多数枚レンズのうちの入射瞳位置に相当する位置に置かれたレンズの表面に、半透明膜１８が形成される。この実施例では、半透明膜１８の面積は、ＴＶレンズアイリス１７を最大に開いたときの有効開口面積の１／１６としている。また半透明膜１８の光透過率は２５％とした。
【００１７】
ここで、半透明膜１８が設けられていないと仮定したとき、ＴＶレンズアイリス１７の最小絞り時のＦナンバーが１１であったとすると、半透明膜１８によって２５％に減光するので、最小絞り時の開口径の半分の径になったと同様であり、Ｆナンバーが２２になったことになる。すなわち、ＴＶレンズアイリス１７の最小絞り時の開口径の大きさを変えずに、Ｆ２２にまで絞ることができる。
【００１８】
このようにＴＶレンズアイリス１７の最小絞り時の開口径の大きさを変えずに、光量をより絞ることができるようになるため、光量が少ない場合の光量制御精度が向上する。これはつぎの理由による。一般に、アイリス開口径の制御精度は、開口径がが小さくなると悪くなるものである。主として、アイリス羽根１９の機械的位置の開口径に対する精度が大きくなり（アイリス羽根１９の遊び分によるガタツキが開口径との対比で大きくなる）、またアイリス羽根の駆動機構２０を制御する制御系の誤差が開口径に対して大きくなるからである。そのため、アイリス開口径を小さくしないで、光量をより少なくできるなら、光量が少ない場合の光量制御精度は向上することになる。
【００１９】
そして、ＴＶレンズアイリス１７の最小絞り時の開口径の２倍の開口径としたとき（つまりＦ１１としたとき）に半透明膜１８の大きさと一致するものとすると、それよりも絞りを開いたとき半透明膜１８を透過しない光線がＴＶカメラ１４に入射するようになる。逆にいえば、この例ではＦ１１より絞りを開いたときには、光路中央部の光が半透明膜１８によって減少させられることになる。しかし、最大絞り時では、光透過率２５％の半透明膜１８が有効開口面積の１／１６を占めるにすぎないので、減光率は１／６４つまり２％以下の光量の損失分であって、Ｆ値でいえば０．１２５だけ暗くなるにすぎない。そのため、半透明膜１８を設けたことによる光の損失分は無視し得るほど小さいものである。
【００２０】
むしろ、ここでは、Ｆ１１より絞りを開いたとき、光路中央部の光が半透明膜１８によって減少させられることにより、光路中央部と周辺部との光量の差を補正することができる点に注目すべきである。一般にレンズ系ではレンズ中心の光量の方が周辺の光量よりも多いので、この光量の偏在を補正することができ、画質を向上させることができる。したがって、Ｘ線蛍光増倍管１２からＴＶカメラ１４に入射する光量の制御範囲を、光量の少ない方向に拡大しながら、ＴＶカメラ１４から画質の優れた映像信号を得ることができる。
【００２１】
たとえば、医療用Ｘ線撮像装置では撮影術式ごとにＸ線曝射条件が異なっており、連続透視を行う術式ではＸ線管１１から低線量のＸ線を長時間曝射するが、シネ撮影やＤＳＡなどの術式では短時間ではあるが大線量でのＸ線曝射が行われる。前者のような術式ではＸ線蛍光増倍管１２に入射するＸ線量が少ないため、これから出力される可視光線量も比例して少なくなる。この場合ＴＶレンズ１６に入射する光量が少ないので、ＴＶカメラ１４に必要な光量を確保するためＴＶレンズアイリス１７を開放に近づける必要がある。このように絞りを開いたときには半透明膜１８による光量損失が問題になり得るが、上記の通りその損失分の影響は小さい。
【００２２】
大線量でＸ線曝射を行う後者の術式では、短時間にＸ線蛍光増倍管１２に入射するＸ線量は非常に大きなものとなり、その出力可視光線量も多くなるので、ＴＶレンズアイリス１７を最小絞り側に絞った状態とする必要があるが、上記のように半透明膜１８により減光することができるので、ＴＶレンズアイリス１７の開口径をそれほど小さくしなくてもよくなり、開口径の制御精度が向上する。
【００２３】
そして、これらいずれの場合でも、被検者の体型などに合わせてＴＶレンズアイリス１７の絞りの微調整が必要となるが、とくに、最小絞り側で開口径の制御精度が向上するため、この微調整を精度高く容易に行うことができる。
【００２４】
上記の半透明膜１８は、上記の通り光軸方向において入射瞳位置に設けられており、そのためＦ１１よりＴＶレンズアイリス１７を開いたときにも、画像にこの半透明膜１８が部分的な陰影となって現れることはない。ただし、アイリス開口径が小さくなってきて半透明膜１８に近づいてきたときには、開口径のなかに占める半透明膜１８の面積比が急激に増大するため、光量が急激に減少する。つまり、この例でいえば、Ｆ１１に近い、Ｆ１１より開いた絞り領域で、光量制御特性が急峻になる。そこで、半透明膜１８を光軸方向において入射瞳位置からオフセットさせた位置に設けることが考えられる。こうすることにより、ＴＶレンズアイリス１７のアイリス羽根１９の端部位置との関係では、半透明膜１８の境界が光学的にあいまいになるので、半透明膜１８にグラデーションを持たせたと等しくなって、急峻な光量制御特性を緩和することができる。
【００２５】
半透明膜１８は、他のレンズ表面処理と同様に、蒸着やコーティングや貼付などによりレンズ表面に形成することができる。そのため、加工工程が増えることもなく、安価に半透明膜１８を形成することができる。
【００２６】
また、この半透明膜１８は、要するに透過する光を減少させるものであって、上記のように光透過率２５％のものには限らない。光透過率０％の膜つまり完全黒色の無透過膜とすることも可能である。このような無透過膜を用いる場合、アイリス開口径が小さくなってきてこの膜の大きさに近づいてきたときに、光量変化が上記の半透明膜よりもいっそう急峻なものとなるが、レンズに対する加工は半透明膜よりも一般に容易であってより安価に製造できる。
【００２７】
その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で具体的な構造などは種々に変更できることはいうまでもないであろう。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明のＸ線撮像装置によれば、簡単な構成で安価に製造できるものでありながら、低Ｘ線量下で調光用アイリス装置を開放側としたときの光量損失を実質的に招くことなく、大線量下で調光用アイリス装置を絞ったときの光量制御精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施例にかかるＸ線撮像装置の全体を模式的に示すブロック図。
【図２】同実施例におけるＴＶレンズアイリスとＴＶレンズの部分のみを拡大して示す模式的な側面図。
【図３】図２を左方向より見た模式的な正面図。
【符号の説明】
【００３０】
１０……被写体
１１……Ｘ線管
１２……Ｘ線蛍光増倍管
１３……出力光学系
１４……ＴＶカメラ
１５……対物レンズ
１６……ＴＶレンズ
１７……ＴＶレンズアイリス
１８……半透明膜
１９……アイリス羽根
２０……羽根駆動機構
【図１】
2006130045.tif 000003
【図２】
2006130045.tif 000004
【図３】
2006130045.tif 000005