(57)【要約】      （修正有）【課題】天板及び支持フレームが昇降に伴い前後する方式を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置において、天板及び支持フレームの位置決め作業に関する効率を向上すること。【解決手段】架台１０は、Ｘ線管とＸ線検出器とを装備する。上段フレーム６１は、被検体が載置される天板５１を支持する。下段フレーム６３は、上段フレーム６１をＺ方向に移動可能に支持する。支持台は、下段フレーム６３を上下方向に移動可能に支持するＸリンク６５１及び６５２を装備する。架台制御回路は、下段フレーム６３の上下方向の移動に伴い変化する上段フレーム６１のＺ方向位置を補正するために、Ｘリンクを作動するための駆動軸の動作情報に基づいて上段フレーム６１を移動させる。【選択図】図８
2018042893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管とＸ線検出器とを装備する架台と、
被検体が載置される天板を支持する天板支持部と、
前記天板支持部を長手方向に移動可能に支持するスライド支持部と、
前記スライド支持部を上下方向に移動可能に支持するＸリンクを装備する昇降支持部と、
前記スライド支持部の上下方向の移動に伴い変化する前記天板支持部の前記長手方向に関する位置を補正するために、前記昇降支持部の駆動軸の動作情報に基づいて前記天板支持部を移動させる移動制御部と、
を具備するＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項２】
前記移動制御部は、前記スライド支持部を上昇させる場合、前記架台に対する前記天板支持部の位置を固定するために、前記スライド支持部の上昇に伴う前記天板支持部の前記架台への接近を、前記天板支持部を前記架台から離間して相殺する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項３】
前記移動制御部は、前記スライド支持部を下降させる場合、前記架台に対する前記スライド支持部の位置を固定するために、前記スライド支持部の下降に伴う前記天板支持部の前記架台からの離間を、前記天板支持部を前記架台に接近して相殺する、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項４】
前記昇降支持部は、前記Ｘリンク、前記Ｘリンクを支持する基台、前記Ｘリンクを作動するための前記駆動軸を有する昇降駆動装置及び前記昇降駆動装置を制御する昇降制御部を有し、
前記スライド支持部は、前記天板支持部を前記長手方向にスライド可能に支持するスライド機構、前記スライド機構を作動するための他の駆動軸を有するスライド駆動装置及び前記スライド駆動装置を制御するスライド制御部を有し、
前記移動制御部は、前記駆動軸の駆動量を示すフィードバック信号を前記動作情報として前記昇降制御部から収集し、前記駆動量に略一致する駆動量だけ前記他の駆動軸を駆動させるために、前記収集されたフィードバック信号を前記スライド制御部に供給する、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項５】
前記昇降支持部は、前記Ｘリンクと前記Ｘリンクを支持する基台とを有し、
前記Ｘリンクは、Ｘ形状に枢支された一対のリンクを有し、前記一対のリンクのうちの一方のリンクの一端が前記基台に固定され他端が前記スライド支持部に固定され、前記一対のリンクのうちの他方のリンクの一端が前記基台にスライド可能に支持され他端が前記スライド支持部にスライド可能に支持される、
請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項６】
前記昇降支持部は、更に、前記スライド支持部を上昇又は下降するために前記駆動軸を回転し、前記他方のリンクを前記長手方向に略一致する水平方向に押す又は引く昇降駆動装置を有し、
前記動作情報は、前記天板の前記長手方向に略一致する前記水平方向に関する移動量を規定する前記駆動軸の回転量を示す、
請求項５記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項７】
前記移動制御部は、前記昇降支持部による前記スライド支持部の移動と前記スライド支持部による前記天板支持部の移動とを逐次的に行う、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項８】
前記移動制御部は、前記昇降支持部による前記スライド支持部の移動の完了後に前記スライド支持部による前記天板支持部の移動を行う、請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。
【請求項９】
被検体が載置される天板を支持する天板支持部と、
前記天板支持部を長手方向に移動可能に支持するスライド支持部と、
前記スライド支持部を上下方向に移動可能に支持するＸリンクを装備する昇降支持部と、を具備する寝台装置であって、
前記スライド支持部は、前記スライド支持部の上下方向の移動に伴い変化する前記長手方向に関する位置を補正するために、前記昇降支持部の駆動軸の動作情報に基づいて移動する、
寝台装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精細な画像を得るために開口内での天板の撓みや振動の低減が求められている。これを実現するために、天板を支持する支持フレームを架台に近づけることが可能な寝台装置が開発されている。例えば、天板及び支持フレームの昇降に伴い当該天板及び支持フレームが前後する方式がある。この方式を採用した場合、天板及び支持フレームを上昇させると、必然的に天板及び支持フレームが迫り出してしまう。開口内での天板及び支持フレームの位置決め作業においてこの迫り出しを解消するため、天板及び支持フレームの上下方向の位置に基づいて天板及び支持フレームの前後方向の位置を補正している。しかしながら、例えば上下方向の位置などの前後方向以外の動作情報を前後方向の位置に換算する必要があるため、正確に補正することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６１１９４号公報
【特許文献２】再表２０１０／１２３０２４号公報
【特許文献３】特開昭６０−０４１９５５号公報
【特許文献４】特開平０８−３２２８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、天板及び支持フレームが昇降に伴い前後する方式を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置において、天板及び支持フレームの位置決め作業に関する効率を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線管とＸ線検出器とを装備する架台と、被検体が載置される天板を支持する天板支持部と、前記天板支持部を長手方向に移動可能に支持するスライド支持部と、前記スライド支持部を上下方向に移動可能に支持するＸリンクを装備する昇降支持部と、前記スライド支持部の上下方向の移動に伴い変化する前記天板支持部の前記長手方向に関する位置を補正するために、前記昇降支持部の昇降駆動軸の動作情報に基づいて前記天板支持部を移動させる移動制御部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る架台と寝台との外観を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る寝台の側面を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る寝台の下段フレーム、Ｘリンク及び基台の斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る寝台の迫り出しを示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る架台／寝台駆動系と架台制御回路との一構成例を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る迫り出し補正を伴わない上昇の前後の寝台と架台との位置関係を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る迫り出し補正を伴う上昇の前後の寝台と架台との位置関係を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る迫り出し補正動作における架台制御回路、昇降駆動制御装置及びフレーム駆動制御装置間の動作指示信号の流れを模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る架台制御回路による位置決めに関する動作例の典型的な流れを示す図である。
【図１１】図１１は、図１０の動作例における天板の移動経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わるＸ線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置を説明する。
【０００８】
本実施形態に係る寝台装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、Ｘ線診断装置、ＰＥＴ（positron emission tomography）装置及びＳＰＥＣＴ（single photon emission computed tomography）装置等の医用画像診断装置に用いられる医用撮像用の寝台装置である。本実施形態に係る寝台装置は、上記のようなシングルモダリティ装置に限定されず、ＰＥＴ／ＣＴ装置、ＳＰＥＣＴ／ＣＴ装置、ＩＶＲ（interventional radiology）／ＣＴ等のマルチモダリティ装置に用いられても良い。以下、本実施形態に係る寝台装置は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置に設けられているものとする。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、架台１０とコンソール１００とを有する。例えば、架台１０はＣＴ検査室に設置され、コンソール１００はＣＴ検査室に隣接する制御室に設置される。架台１０とコンソール１００とは互いに通信可能に接続されている。架台１０は、被検体ＯをＸ線ＣＴスキャンするためのスキャン機構を搭載する。コンソール１００は、架台１０を制御するコンピュータである。
【００１０】
図１に示すように、架台１０は、撮影空間（field of view）をなす開口が形成された略円筒形状の回転フレーム１１を有する。図１に示すように、回転フレーム１１には、開口を挟んで対向するように配置されたＸ線管１３とＸ線検出器１５とが取付けられている。回転フレーム１１は、アルミ等の金属により円環形状に形成された金属枠である。後述するが、架台１０は、アルミ等の金属により形成されたメインフレームを有する。回転フレーム１１は、当該メインフレームにより中心軸ＡＲ回りに軸受等を介して回転可能に支持されている。メインフレームの回転フレーム１１との接触部には環状電極（図示せず）が設けられている。当該接触部には環状電極に摺り接触するように導電性の摺動子（図示せず）が取り付けられている。当該環状電極及び摺動子を介して、架台１０に収容された電源装置（図示せず）からの電力が回転フレーム１１に搭載されたＸ線検出器１５や高電圧発生器１７等の各種機器に供給される。
【００１１】
Ｘ線管１３は、高電圧発生器１７に接続されている。高電圧発生器１７は、例えば、回転フレーム１１に取付けられている。高電圧発生器１７は、架台の電源装置（図示せず）から環状電極及び摺動子を介して供給された電力から、架台制御回路３３による制御に従いＸ線管１３に印加する高電圧を発生しフィラメント加熱電流を供給する。高電圧発生器１７とＸ線管１３とは高圧ケーブル（図示せず）を介して接続されている。高電圧発生器１７により発生された高電圧は、高圧ケーブルを介してＸ線管１３に印加される。また、高電圧発生器１７により発生されたフィラメント加熱電流は、高圧ケーブルを介してＸ線管１３に印加される。
【００１２】
回転フレーム１１は、回転駆動装置２１からの動力を受けて中心軸ＡＲ回りに一定の角速度で回転する。回転駆動装置２１としてダイレクトドライブモータやサーボモータ等の任意のモータが用いられる。回転駆動装置２１は、例えば、架台１０に収容されている。回転駆動装置２１は、架台制御回路３３からの駆動信号を受けて回転フレーム１１を回転させるための動力を発生する。
【００１３】
回転フレーム１１の開口（bore）にはＦＯＶ（field of view）が設定される。回転フレーム１１の開口内には寝台２３に支持された天板が挿入される。天板には被検体Ｏが載置される。寝台２３は、例えば、２段スライド型である。寝台２３は、架台／寝台駆動系２５からの動力を受けて天板を自在に移動する。寝台２３と架台／寝台駆動系２５とについての詳細は後述する。天板は、載置された被検体Ｏの撮像部位がＦＯＶ内に含まれるように天板が位置決めされる。
【００１４】
架台／寝台駆動系２５は、架台１０のチルトやスリュー（slew）等の架台１０の移動に関する駆動制御装置と寝台２３の移動に関する駆動制御装置とを含む。架台／寝台駆動系２５は、架台制御回路３３からの駆動信号を受けて動力を発生する。架台／寝台駆動系２５の詳細については後述する。
【００１５】
Ｘ線検出器１５は、Ｘ線管１３から発生されたＸ線を検出する。具体的には、Ｘ線検出器１５は、２次元湾曲面上に配列された複数の検出器素子を有している。各検出器素子は、シンチレータと光電変換素子とを有する。シンチレータは、Ｘ線を蛍光に変換する物質により形成される。シンチレータは、入射Ｘ線を、当該入射Ｘ線の強度に応じた個数の蛍光光子に変換する。光電変換素子は、蛍光を増幅して電気信号に変換する回路素子である。光電変換素子としては、例えば、光電子増倍管やフォトダイオード等が用いられる。なお、検出器素子は、上記の通りＸ線を光に変換してから検出する間接検出型でも良いし、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型であっても良い。直接検出型の検出器素子としては、例えば、半導体の両端に電極が取り付けられてなる半導体ダイオードを含むタイプが適用可能である。
【００１６】
Ｘ線検出器１５にはデータ収集回路２７が接続されている。データ収集回路２７は、Ｘ線検出器１５から、Ｘ線検出器１５により検出されたＸ線の強度に応じたデータ（以下、生データと呼ぶ）をビュー毎に収集する。具体的には、データ収集回路２７は、例えば、検出器素子毎に積分回路（図示せず）とＡ／Ｄ変換器（図示せず）とを有する。積分回路は、検出器素子からの電気信号をビュー毎に積分する。Ａ／Ｄ変換器は、積分された電気信号をアナログ信号からデジタル信号（生データ）に変換する。これにより、ビュー毎の生データが収集される。生データは、生成元の検出器素子のチャンネル番号、列番号及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたＸ線の強度を示すデジタル値のセットである。生データは、例えば、架台１０に収容された非接触データ伝送装置（図示せず）を介してコンソール１００に供給される。なお、データ収集回路２７には前置増幅器やＩＶ変換器等の他の回路素子が実装されていても良い。データ収集回路２７は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の半導体集積回路を有し、当該半導体集積回路に上記の積分回路やＡ／Ｄ変換器等の回路素子が実装される。
【００１７】
表示回路２９は、寝台２３や架台１０の幾何学的配置やスキャン条件等の種々の情報を表示する。具体的には、表示回路２９は、表示インタフェース回路と表示機器とを有する。表示インタフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。表示信号は、表示機器に供給される。表示機器は、架台１０の表面に設けられる。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００１８】
入力回路３１は、寝台２３や架台１０の移動に関するユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力回路３１は、入力機器と入力インタフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、操作パネルや各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース回路は、入力機器からの出力信号をバスを介して架台制御回路３３に供給する。
【００１９】
架台制御回路３３は、コンソール１００のシステム制御回路１１３からのスキャン条件に従いＸ線ＣＴスキャンを実行するために高電圧発生器１７、回転駆動装置２１、架台／寝台駆動系２５及びデータ収集回路２７を同期的に制御する。また、架台制御回路３３は、架台／寝台駆動系２５を制御し、天板の撓み及び振動が少ない架台１０と寝台２３との位置決めを実現するために架台１０と寝台２３とを連動して移動させる。ハードウェア資源として、架台制御回路３３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の処理装置（プロセッサ）とＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置（メモリ）とを有する。また、架台制御回路３３は、ＡＳＩＣやフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。架台制御回路３３の詳細については後述する。
【００２０】
図１に示すように、コンソール１００は、前処理回路１０１、再構成回路１０３、画像処理回路１０５、表示回路１０７、入力回路１０９、主記憶回路１１１及びシステム制御回路１１３を有する。前処理回路１０１、再構成回路１０３、画像処理回路１０５、表示回路１０７、入力回路１０９、主記憶回路１１１及びシステム制御回路１１３間のデータ通信は、バス（bus）を介して行われる。
【００２１】
前処理回路１０１は、ハードウェア資源として、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置とを有する。前処理回路１０１は、架台１０から伝送された生データに対数変換等の前処理を施す。前処理後の生データは投影データとも呼ばれている。
【００２２】
再構成回路１０３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。再構成回路１０３は、前処理後の生データに基づいて被検体Ｏに関するＣＴ値の空間分布を表現するＣＴ画像を発生する。画像再構成アルゴリズムとしては、ＦＢＰ（filtered back projection）法やＣＢＰ（convolution back projection）法等の解析学的画像再構成法や、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood expectation maximization）法やＯＳ−ＥＭ（ordered subset expectation maximization）法等の統計学的画像再構成法等の既存の画像再構成アルゴリズムが用いられれば良い。
【００２３】
なお、前処理回路１０１と再構成回路１０３とは単一のハードウェア資源に組み込まれても良い。
【００２４】
画像処理回路１０５は、再構成回路１０３により再構成されたＣＴ画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理回路１０５は、当該ＣＴ画像にボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画像値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の３次元画像処理を施して表示画像を生成する。画像処理回路１０５は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、画像処理回路１０５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。
【００２５】
表示回路１０７は、２次元のＣＴ画像や表示画像等の種々のデータを表示する。具体的には、表示回路１０７は、表示インタフェース回路と表示機器とを有する。表示インタフェース回路は、表示対象を表すデータをビデオ信号に変換する。表示信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表すビデオ信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００２６】
入力回路１０９は、ユーザからの各種指令を入力する。具体的には、入力回路１０９は、入力機器と入力インタフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース回路は、入力機器からの出力信号をバスを介してシステム制御回路１１３に供給する。
【００２７】
主記憶回路１１１は、種々の情報を記憶するＨＤＤやＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、主記憶回路１１１は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、主記憶回路１１１は、ＣＴ画像や表示画像のデータを記憶する。また、主記憶回路１１１は、本実施形態に係るＸ線ＣＴスキャンに関する制御プログラム等を記憶する。
【００２８】
システム制御回路１１３は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。また、システム制御回路１１３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。システム制御回路１１３は、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置の中枢として機能する。具体的には、システム制御回路１１３は、主記憶回路１１１に記憶されている制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開された制御プログラムに従ってＸ線コンピュータ断層撮影装置の各部を制御する。
【００２９】
次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る架台１０と寝台２３との位置関係について説明する。図２は、本実施形態に係る架台１０と寝台２３との外観を模式的に示す図である。図２に示すように、架台１０は、略円筒形の開口４１が形成された筐体４３を有する。筐体４３には、開口４１を挟んでＸ線管１３とＸ線検出器１５とが設けられた回転フレーム１１等が収容されている。
【００３０】
架台１０の前方には寝台２３が設置されている。寝台２３は、天板５１と支持フレーム５３と支持台５５とを装備する。天板５１は、天板５１の長軸Ａ１が開口４１の中心軸ＡＲに平行するように配置される。支持フレーム５３は、天板５１を天板５１の長軸Ａ１に沿ってスライド可能に支持する。支持台５５は、支持フレーム５３を長軸Ａ１に平行な軸に沿ってスライド可能、且つ長軸Ａ１に鉛直に直交する鉛直軸Ａ２に沿って昇降可能に支持している。支持台５５は、片持ち支持構造を有する。すなわち、支持台５５は、天板５１及び支持フレーム５３を長軸Ａ１方向に関して片側からのみで支持する。ここで長軸Ａ１に平行する軸をＺ軸に規定し、鉛直軸Ａ２に平行する軸をＹ軸に規定する。Ｚ軸とＹ軸とに直交する軸をＸ軸に規定する。ＸＹＺ座標系は直交座標系をなす。以下、天板５１の長軸Ａ１に平行する方向を長手方向、前後方向又はＺ方向、鉛直軸Ａ２に平行する方向を上下方向又はＹ方向と呼ぶことにする。また、寝台２３が架台１０に接近する方向を前方向又は＋Ｚ方向、寝台２３が架台１０から離れる方向を後方向又は−Ｚ方向、寝台２３が上昇する方向を上方向又は＋Ｙ方向、寝台２３が下降する方向を下方向又は−Ｙ方向とする。
【００３１】
次に、寝台２３の構造について説明する。図３は、本実施形態に係る寝台２３の側面を模式的に示す図である。なお、図３において寝台２３の筐体は図示していない。図３に示すように、寝台２３は、架台１０の前方（−Ｚ方向）に設置されている。図３に示すように、寝台２３は、天板５１、支持フレーム５３及び支持台５５を有する。天板５１には被検体Ｏが載置される。天板５１は、柔軟性を有する板状構造体である。天板５１は、例えば、発泡ウレタンやカーボン等のＸ線透過率が比較的高い材質により形成される。
【００３２】
天板５１は、支持フレーム５３によりＺ方向に関してスライド可能に支持されている。支持フレーム５３は、上段フレーム６１と下段フレーム６３とを有する。上段フレーム６１は、天板５１を下方から支持する。上段フレーム６１は、天板５１をスライド可能であれば如何なる構造を有していても良い。例えば、上段フレーム６１は、天板５１を支持する頑強な枠状フレーム（図示せず）と、当該枠状フレームに設けられ、天板５１をＺ方向に案内する案内レール（図示せず）とを有している。上段フレーム６１には、天板５１をスライドするための駆動制御装置（以下、天板駆動制御装置と呼ぶ）６２が設けられている。天板駆動制御装置６２は、架台制御回路３３からの動作指示を受けて上段フレーム６１を作動させ天板５１をスライドする。
【００３３】
下段フレーム６３は、上段フレーム６１を下方から支持する。下段フレーム６３は、上段フレーム６１をＺ方向に関してスライド可能に支持している。下段フレーム６３は、上段フレーム６１をスライド可能であれば如何なる構造を有していても良い。例えば、下段フレーム６３は、ボールねじにより実現される。下段フレーム６３には、上段フレーム６１をスライドするための駆動制御装置（以下、フレーム駆動制御装置と呼ぶ）６４が設けられている。フレーム駆動制御装置６４は、架台制御回路３３からの動作指示を受けて下段フレーム６３を作動させ上段フレーム６１をスライドする。
【００３４】
支持台５５は、床面に設置される。支持台５５は、下段フレーム６３をＹ方向に関して上昇又は下降しつつ架台１０に対して接近（前進）又は離間（後進）することが可能な支持構造を有している。例えば、支持台５５は、Ｘリンク６５と基台６７とを有する。Ｘリンク６５は、下段フレーム６３と基台６７とに接続されている。基台６７には、Ｘリンク６５により下段フレーム６３を昇降するための駆動制御装置（以下、昇降駆動制御装置と呼ぶ）６６が設けられている。昇降駆動制御装置６６は、架台制御回路３３からの動作指示を受けてＸリンク６５を作動させ下段フレーム６３を昇降させる。
【００３５】
図４は、下段フレーム６３、Ｘリンク６５及び基台６７の斜視図である。図４に示すように、下段フレーム６３は、支持フレーム６３１を有している。支持フレーム６３１は、Ｚ方向に延在する矩形形状を有する金属フレームである。支持フレーム６３１には、ボールねじ６３２が設けられている。ボールねじ６３２は、ねじ軸とスライダとを有する。ボールねじ６３２は、Ｚ方向に延在するように支持フレーム６３１に設けられている。ボールねじ６３２のスライダには上段フレーム６１（図４に図示せず）が取付けられる。支持フレーム６３１には、ボールねじ６３２のＺ方向に関するスライドを案内するための案内レール６３３が設けられている。ボールねじ６３２の一端６３６は軸心回りに回転可能に支持フレーム６３１に設けられている。ボールねじ６３２のねじ軸は、フレーム駆動制御装置６４の駆動軸の回転に連動し、ボールねじ６３２のスライダは、当該ねじ軸の軸心に沿ってスライドする。ボールねじ６３２には、ボールねじ６３２の可動範囲を機械的に制限するストッパ６３６が設けられると良い。
【００３６】
なお、上記の説明において支持フレーム６３１は、矩形形状を有するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、支持フレーム６３１は、案内レール６３３が取付けられる一対の梁状のフレームであっても良い。この場合、支持フレーム６３１の短軸方向（Ｘ軸方向）の一対のフレームは設けられる必要はない。
【００３７】
Ｘリンク６５は、Ｘ形状に枢支された一対のリンク（以下、可動リンクと呼ぶ）６５１とリンク（以下、固定リンクと呼ぶ）６５２とを有する。可動リンク６５１と固定リンク６５２とは、支点７５を中心に回転可能に設けられている。可動リンク６５１と固定リンク６５２との各々は、例えば、略同一長さを有する一対の板状形状を有する金属板により形成される。一方の固定リンク６５２の基台６７側の端部６５６は基台６７に固定される。端部６５６は、例えば、締結具等により固定されると良い。固定リンク６５２の他の端部６５５は支持フレーム６３１に固定される。より詳細には、端部６５５は、支持フレーム６３１のうちの長辺に関する一対のフレームに設けられる転子６３４に固定されている。転子６３４は案内レール６３３に締結具等により固定されている。これにより、端部６５５を支持フレーム６３１に対して固定することができる。
【００３８】
可動リンク６５１の基台６７側の端部６５４は、基台６７にＺ方向に関してスライド可能に支持される。具体的には、端部６５４にはリードスクリュ７６が挿通されている。リードスクリュ７６の一端は昇降駆動制御装置６６に接続される。昇降駆動制御装置６６は基台６７に配置されている。リードスクリュ７６の他端には制動装置７７が取付けられている。リードスクリュ７６には端部６５４と昇降駆動制御装置６６との間においてナット７８が取り付けられている。ナット７８は、リードスクリュ７６のねじ山に螺合するねじ溝が形成された貫通孔を有する構造体である。可動リンク６５１の他の端部６５３は、支持フレーム６３１にＺ方向に関してスライド可能に支持される。具体的には、他端６５３は、支持フレーム６３１のうちの長辺に関する一対のフレームに設けられる転子６３５に固定されている。転子６３５は案内レール６３３にＺ方向に関してスライド可能に取付けられている。すなわち、支持フレーム６３１に設けられた案内レール６３３は、スライダ６３２３（すなわち、上段フレーム６１）のＺ方向に関するスライドと可動リンク６５１のＺ方向に関するスライドとの両方を一のレールで案内する。
【００３９】
昇降駆動制御装置６６の駆動軸回りの回転に連動してリードスクリュ７６が軸心回りに回転する。リードスクリュ７６の回転に連動してナット７８がリードスクリュ７６の軸心に沿って、すなわち、Ｚ方向にスライドする。例えば、リードスクリュ７６が順方向に回転するとナット７８が＋Ｚ方向にスライドし、リードスクリュ７６が逆方向に回転するとナット７８が−Ｚ方向にスライドする。ナット７８が＋Ｚ方向にスライドすることにより可動リンク６５１を＋Ｚ方向に押圧し、可動リンク６５１と固定リンク６５２とのＺ方向に関する間隔を狭めることにより下段フレーム６３を上昇させる。ナット７８が−Ｚ方向にスライドすることにより可動リンク６５１が＋Ｚ方向の押圧から開放され、可動リンク６５１と固定リンク６５２とのＺ方向に関する間隔が広がることにより下段フレーム６３を下降させる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る２段スライド型の寝台２３の迫り出しの原理について説明する。図５は、寝台２３の迫り出しを示す図である。図５においては、下限高さに配置された寝台２３は点線で示されており、上昇後の寝台２３は実線で示されている。
【００４１】
図５に示すように、下限高さにおいて下段フレーム６３のＺ方向に関する端部、より詳細には、下段フレーム６３の支持フレーム６３１のＺ方向に関する端部は、Ｚ方向に関する位置ＰＥ１に配置されているものとする。上記の通り、可動リンク６５１の端部６５３は下段フレーム６３にＺ方向に関してスライド可能に設けられ、端部６５４は基台６７にＺ方向に関してスライド可能に設けられている。固定リンク６５２の端部６５５は下段フレーム６３に固定され、端部６５６は基台６７に固定されている。このため、ナット７８による可動リンク６５１の押圧により、端部６５５は、端部６５６を支点とし端部６５５と端部６５６とを結ぶ直線を半径とする円弧ＰＲに沿って移動する。当該移動の前後において下段フレーム６３での端部６５５の位置と基台６７での端部６５６の位置とは不動である。よって下段フレーム６３のＺ方向に関する端部は、架台１０側に迫り出す。例えば、天板が目標高さまで上昇した場合、下段フレーム６３のＺ方向に関する端部は、下限高さにおける位置ＰＥ１よりも架台１０側に近いＰＥ２まで迫り出すこととなる。
【００４２】
このように下段フレーム６３が架台１０に向けて迫り出すことにより、架台１０に接触する直前まで、下段フレーム６３に支持された上段フレーム６１を接近させることができる。従って天板５１が開口４１に挿入されているときの天板５１の撓み及び振動を低減することができる。
【００４３】
なお、上記構造により、下段フレーム６３が下降する場合、下段フレーム６３は下降に伴い架台１０から離れることとなる。具体的には、例えば、天板５１が目標高さから下限高さまで下降した場合、下段フレーム６３のＺ方向に関する端部は、位置ＰＥ２から位置ＰＥ１まで後進することとなる。
【００４４】
本実施形態に係るＸリンク６５のように一方のリンク（固定リンク６５２）の両端を固定点とし、他方のリンク（可動リンク６５１）を浮動点とすることにより、Ｘリンク６５による天板５１及び支持フレーム５３の昇降に伴い天板５１及び下段フレーム６３が必然的に前後することとなる。例えば、天板５１及び上段フレーム６１のＺ方向の位置決めが完了してから天板５１及び上段フレーム６１を上昇させる場合、下段フレーム６３の迫り出しに伴い天板５１及び上段フレーム６１のＺ方向位置がずれてしまう。ずれた天板５１及び上段フレーム６１の位置は再度の調整が必要である。
【００４５】
本実施形態に係る架台制御回路３３は、Ｘリンク６５による下段フレーム６３の昇降に伴う上段フレーム６１のＺ方向位置のずれを補正する。以下、架台制御回路３３によるずれ補正について詳細に説明する。まず、本実施形態に係る架台／寝台駆動系２５と架台制御回路３３との構成について説明する。
【００４６】
図６は、本実施形態に係る架台／寝台駆動系２５と架台制御回路３３との一構成例を示す図である。図６に示すように、架台／寝台駆動系２５は、チルト駆動制御装置６８、天板駆動制御装置６２、フレーム駆動制御装置６４及び昇降駆動制御装置６６を有する。
【００４７】
チルト駆動制御装置６８は、架台１０に設けられている。チルト駆動制御装置６８は、架台制御回路３３からの動作指示信号を受けて架台１０をチルトする。具体的には、チルト駆動制御装置６８は、チルト制御回路６８１、チルト駆動装置６８３及びチルト検出器６８５を有する。チルト制御回路６８１は、架台制御回路３３からの動作指示信号を受けてチルト駆動装置６８３に、当該動作指示信号に対応する電力を供給する。具体的には、チルト駆動装置６８３に供給する電力を発生する電源回路と、チルト検出器６８５からの位置信号に基づいて電源回路を制御する制御回路とを有するサーボアンプである。チルト駆動装置６８３は、チルト制御回路６８１からの電力を受けて駆動して、架台１０をチルトする。具体的には、チルト駆動装置６８３は、駆動軸の回転により動力を発生するモータである。チルト検出器６８５は、チルト駆動装置６８３の駆動軸に設けられた位置検出器である。チルト検出器６８５は、チルト駆動装置６８３の駆動軸が所定角度回転する毎にパルス信号（位置信号）を出力するロータリーエンコーダである。
【００４８】
天板駆動制御装置６２は、例えば、上段フレーム６１に設けられている。天板駆動制御装置６２は架台制御回路３３からの動作指示信号を受けて天板５１をスライドする。具体的には、天板駆動制御装置６２は、天板制御回路６２１、天板駆動装置６２３及び天板検出器６２５を有する。天板制御回路６２１は、架台制御回路３３からの動作指示信号を受けて天板駆動装置６２３に、当該動作指示信号に対応する電力を供給する。具体的には、天板駆動装置６２３に供給する電力を発生する電源回路と、天板検出器６２５からの位置信号に基づいて電源回路を制御する制御回路とを有するサーボアンプである。天板駆動装置６２３は、天板制御回路６２１からの電力を受けて駆動し、接続先の上段フレーム６１を作動して天板５１をスライドする。具体的には、天板駆動装置６２３は、駆動軸の回転により動力を発生するモータである。天板検出器６２５は、天板駆動装置６２３の駆動軸に設けられた位置検出器である。天板検出器６２５は、天板駆動装置６２３の駆動軸が所定角度回転する毎にパルス信号（位置信号）を出力するロータリーエンコーダである。
【００４９】
フレーム駆動制御装置６４は、例えば、下段フレーム６３に設けられている。フレーム駆動制御装置６４は架台制御回路３３からの動作指示信号を受けて上段フレーム６１をスライドする。具体的には、フレーム駆動制御装置６４は、フレーム制御回路６４１、フレーム駆動装置６４３及びフレーム検出器６４５を有する。フレーム制御回路６４１は、架台制御回路３３からの動作指示信号を受けてフレーム駆動装置６４３に、当該動作指示信号に対応する電力を供給する。具体的には、フレーム駆動装置６４３に供給する電力を発生する電源回路と、フレーム検出器６４５からの位置信号に基づいて電源回路を制御する制御回路とを有するサーボアンプである。フレーム駆動装置６４３は、フレーム制御回路６４１からの電力を受けて駆動し、接続先の下段フレーム６３を作動して上段フレーム６１をスライドする。具体的には、フレーム駆動装置６４３は、駆動軸の回転により動力を発生するモータである。フレーム検出器６４５は、フレーム駆動装置６４３の駆動軸に設けられた位置検出器である。フレーム検出器６４５は、フレーム駆動装置６４３の駆動軸が所定角度回転する毎にパルス信号（位置信号）を出力するロータリーエンコーダである。
【００５０】
昇降駆動制御装置６６は、例えば、支持台５５に設けられている。昇降駆動制御装置６６は架台制御回路３３からの動作指示信号を受けてＸリンク６５を作動して天板５１及び支持フレーム５３を昇降（上下動）する。具体的には、昇降駆動制御装置６６は、昇降制御回路６６１、昇降駆動装置６６３及び昇降検出器６６５を有する。昇降制御回路６６１は、架台制御回路３３からの動作指示信号を受けて昇降駆動装置６６３に、当該動作指示信号に対応する電力を供給する。具体的には、昇降駆動装置６６３に供給する電力を発生する電源回路と、昇降検出器６６５からの位置信号に基づいて電源回路を制御する制御回路とを有するサーボアンプである。昇降駆動装置６６３は、昇降制御回路６６１からの電力を受けて駆動し、接続先のＸリンク６５を作動して天板５１及び支持フレーム５３を昇降する。具体的には、昇降駆動装置６６３は、駆動軸の回転により動力を発生するモータである。当該駆動軸の回転によりリードスクリュ７６が軸心回りに回転し、リードスクリュ７６の回転に連動してナット７８によりＸリンク６５が押し引きされる。これにより天板５１及び支持フレーム５３が昇降する。昇降検出器６６５は、昇降駆動装置６６３の駆動軸に設けられた位置検出器である。昇降検出器６６５は、昇降駆動装置６６３の駆動軸が所定角度回転する毎にパルス信号（位置信号）を出力するロータリーエンコーダである。
【００５１】
架台制御回路３３は、入力回路３１を介したユーザ指示、又はチルト検出器６８５、天板検出器６２５、フレーム検出器６４５及び昇降検出器６６５からの位置信号等に基づいて架台／寝台駆動系２５を制御する。本実施形態に係る架台制御回路３３は、Ｘリンク６５による天板５１及び支持フレーム５３の昇降に伴う支持フレーム５３のＺ方向位置のずれを補正するための動作（以下、ずれ補正動作と呼ぶ）を行う。ずれ補正動作は、天板５１及び支持フレーム５３の上昇に伴う支持フレーム５３の架台１０への迫り出しを補正するための動作と、天板５１及び支持フレーム５３の下降に伴う支持フレーム５３の架台１０からの離間を補正するための動作とを含む。架台制御回路３３は、具体的には、位置判定機能３３１及び移動制御機能３３３を実行する。
【００５２】
位置判定機能３３１において架台制御回路３３は、チルト検出器６８５、天板検出器６２５、フレーム検出器６４５及び昇降検出器６６５からの位置信号に基づいて支持フレーム５３が所定の位置に到達したか否かを判定する。判定対象の所定の位置は、動作モードの転換点に対応する。所定の位置は、Ｘ方向（左右方向）、Ｙ方向（上下方向）及びＺ方向（前後方向）の何れの方向の位置に規定されても良い。動作モードの詳細については後述する。
【００５３】
移動制御機能３３３において架台制御回路３３は、天板駆動制御装置６２、フレーム駆動制御装置６４及び昇降駆動制御装置６６を個別又は同期的に制御し、天板５１、支持フレーム５３及びＸリンク６５を個別又は同期的に移動させる。また、架台制御回路３３は、チルト駆動制御装置６８を制御し、架台１０をチルトさせる。本実施形態に係る架台制御回路３３は、支持フレーム５３の位置に応じて動作モードを切替える。本実施形態に係る動作モードとしては、単独動作モード、加速動作モード及びずれ補正動作モード等が挙げられる。
【００５４】
単独動作モードにおいて架台制御回路３３は、天板５１、上段フレーム６１及び下段フレーム６３を個別に移動するため、天板制御回路６２１、フレーム制御回路６４１及び昇降制御回路６６１を個別に制御する。例えば、架台制御回路３３は、上段フレーム６１を＋Ｚ方向又は−Ｚ方向にスライドするためにフレーム制御回路６４１を制御する。また、架台制御回路３３は、Ｘリンク６５により下段フレーム６３を上昇又は下降するために昇降制御回路６６１を制御する。
【００５５】
加速動作モードにおいて架台制御回路３３は、下段フレーム６３の上昇に伴う＋Ｚ方向の迫り出しに並行して上段フレーム６１を＋Ｚ方向にスライドするために、フレーム制御回路６４１と昇降制御回路６６１とを同期的に制御する。また、架台制御回路３３は、下段フレーム６３の下降に伴う−Ｚ方向の退避に並行して上段フレーム６１を−Ｚ方向にスライドするために、フレーム制御回路６４１と昇降制御回路６６１とを同期的に制御する。
【００５６】
ずれ補正動作モードにおいて架台制御回路３３は、上記の通り、Ｘリンク６５による下段フレーム６３の昇降に伴う上段フレーム６１のＺ方向に関する位置ずれを補正するために、昇降制御回路６６１とフレーム制御回路６４１とを制御する。具体的には、架台制御回路３３は、下段フレーム６３を上昇させる場合、架台１０に対する上段フレーム６１のＺ方向に関する位置を固定するために、下段フレーム６３の上昇に伴う上段フレーム６１の架台１０への接近（迫り出し）を、上段フレーム６１の架台１０からの離間動作（−Ｚ方向へのスライド）により相殺する。また、架台制御回路３３は、下段フレーム６３を下降させる場合、架台１０に対する上段フレーム６１のＺ方向に関する位置を固定するために、下段フレーム６３の下降に伴う上段フレーム６１の架台１０からの離間を、上段フレーム６１の架台１０への接近動作（＋Ｚ方向へのスライド）により相殺する。
【００５７】
次に、図７と図８とを比較しながら、下段フレーム６３の上昇局面におけるずれ補正動作（以下、迫り出し補正動作と呼ぶ）について説明する。図７は、迫り出し補正を伴わない上昇の前後の寝台２３と架台１０との位置関係を示す図である。
【００５８】
図７の上段（上昇前）に示すように、天板５１が開口４１内に挿入され、支持フレーム５３の上段フレーム６１が架台１０の前面間際に配置されているものとする。この状態のＸリンク６５のうちの可動リンク６５１の基台６７側の端部がＺ方向位置Ｚｌ１に配置され、下段フレーム６３の架台１０側の端部がＺ方向位置Ｚｆ１１に配置され、上段フレーム６１の架台１０側の端部がＺ方向位置Ｚｆ２１に配置され、天板５１の架台１０側の端部がＺ方向位置Ｚｔ１に配置されているものとする。
【００５９】
図７の下段（上昇後）に示すように、所定のタイミングにおいて架台制御回路３３は、迫り出し補正を伴わない上昇動作を行う。具体的には、架台制御回路３３は、昇降駆動制御装置６６に上昇動作に関する動作指示を行い、昇降駆動制御装置６６は、Ｘリンク６５を＋Ｚ方向に押すことにより下段フレーム６３を上昇させる。下段フレーム６３に支持されている上段フレーム６１及び天板５１も上昇する。迫り出し補正を伴わない上昇動作の場合、架台制御回路３３は、昇降駆動制御装置６６により下段フレーム６３を上昇させている間、天板駆動制御装置６２とフレーム駆動制御装置６４とに対しては動作指示を行わない。従って下段フレーム６３は、上昇に伴い＋Ｚ方向に迫り出す。
【００６０】
上昇後の可動リンク６５１の基台６７側の端部がＺ方向位置Ｚｌ２に配置され、下段フレーム６３の架台１０側の端部がＺ方向位置Ｚｆ１２に配置され、上段フレーム６１の架台１０側の端部がＺ方向位置Ｚｆ２２に配置され、天板５１の架台１０側の端部がＺ方向位置Ｚｔ２に配置されたものとする。支持フレーム５３の上昇前後における可動リンク６５１の端部のＺ方向の移動量Ｄ１は、Ｚ方向位置Ｚｌ１からＺｌ２への距離により規定され、下段フレーム６３の端部のＺ方向の移動量Ｄ２は、Ｚ方向位置Ｚｆ１１からＺｆ１２への距離により規定される。上昇前後において上段フレーム６１と天板５１とは移動がなされないので、上昇前後における上段フレーム６１の端部のＺ方向の移動量と天板５１の端部のＺ方向の移動量とは、Ｄ２に等しい。
【００６１】
下段フレーム６３、Ｘリンク６５及び基台６７は、ナット７８が可動リンク６５１を押し出す方向と当該押し出しに伴い下段フレーム６３が迫り出す方向とが略一致するように配置される。また、可動リンク６５１の押し出しにより、可動リンク６５１に接続された下段フレームが迫り出すため、可動リンク６５１の端部の移動量Ｄ１と下段フレーム６３の端部の移動量Ｄ２とは略等しい。この場合、下段フレーム６３が移動量Ｄ２だけ迫り出すので、上段フレーム６１及び天板５１も移動量Ｄ２だけ迫り出すこととなる。
【００６２】
図８は、迫り出し補正を伴う上昇の前後の寝台２３と架台１０との位置関係を示す図である。図８に示すように、上昇前後において上段フレーム６１及び天板５１のＺ方向位置の迫り出しを補正するため、架台制御回路３３による迫り出し補正動作が行われる。
【００６３】
図８の上段（上昇前）に示す寝台２３及び架台１０の配置は、図７の上段の配置と同じである。所定のタイミングにおいて架台制御回路３３は、迫り出し補正を伴う上昇動作を行う。具体的には、架台制御回路３３は、昇降駆動制御装置６６に上昇動作に関する動作指示を行い、昇降駆動制御装置６６は、Ｘリンク６５を＋Ｚ方向に押すことにより下段フレーム６３を上昇させる。下段フレーム６３に支持されている上段フレーム６１及び天板５１も上昇する。迫り出し補正を伴う上昇動作の場合、架台制御回路３３は、昇降駆動制御装置６６により下段フレーム６３を上昇させている間、フレーム駆動制御装置６４に迫り出し補正のための動作指示を行う。フレーム駆動制御装置６４は、上昇前後において上段フレーム６１が架台１０に対して移動しないように、すなわち、上段フレーム６１のＺ方向に関する絶対位置を固定するように、下段フレーム６３の上昇に伴う前記上段フレーム６１の架台１０への迫り出しを、上段フレーム６１を架台１０からの離間により相殺する。具体的には、フレーム駆動制御装置６４は、下段フレーム６３が迫り出す方向とは逆方向の−Ｚ方向に、可動リンク６５１の移動量Ｄ１と同一の移動量Ｄ２だけ上段フレーム６１を下段フレーム６３に対して移動させる。
【００６４】
迫り出し補正動作により、上段フレーム６１の架台１０側の端部のＺ方向位置Ｚｆ２２は、上昇前のＺ方向位置Ｚｆ２１に略一致し、天板５１の端部のＺ方向位置Ｚｔ２は、上昇前のＺ方向位置Ｚｔ１に略一致することとなる。従って天板５１及び上段フレーム６１のＺ方向に関する絶対位置を固定しつつ上昇させることができる。
【００６５】
本実施形態に係る架台制御回路３３は、下段フレーム６３の迫り出しを正確に補正するために、昇降駆動制御装置６６の駆動軸の動作情報に基づいて下段フレーム６３を移動させる。
【００６６】
図９は、本実施形態に係る迫り出し補正動作における架台制御回路３３、昇降駆動制御装置６６及びフレーム駆動制御装置６４間の動作指示信号の流れを模式的に示す図である。図９に示すように、架台制御回路３３は、昇降制御回路６６１に、上昇指示に関する動作指示信号ＰＳｉｇを供給する。具体的には、架台制御回路３３は、入力回路３１の上昇指示ボタンが押下されている期間、動作指示信号ＰＳｉｇとして、パルス信号系列を昇降制御回路６６１に供給する。
【００６７】
動作指示信号ＰＳｉｇを受けた昇降制御回路６６１は、昇降駆動装置６６３に、供給された動作指示信号Ｐｓｉｇと同一の動作指示信号ＰＳｉｇを供給する。動作指示信号ＰＳｉｇを受けた昇降駆動装置６６３は、当該動作指示信号Ｐｓｉｇに従い駆動軸を回転し、Ｘリンク６５の可動リンク６５１を押し出すための動力を発生する。その結果、可動リンク６５１が固定用のリンク６５２に接近して下段フレーム６３が上昇する。
【００６８】
この際、昇降検出器６６５は、可動リンク６５１の動作量を示すフィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇを昇降制御回路６６１にフィードバックする。フィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇは、動作指示信号Ｐｓｉｇを受けて昇降駆動装置６６３の駆動軸が所定角度回転する毎に昇降検出器６６５から即時的に出力される。すなわち、フィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇは、より詳細には、昇降駆動装置６６３の駆動軸の駆動量を示す。駆動量は、厳密には、駆動軸の回転量に対応する。
【００６９】
昇降検出器６６５からフィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇを受けた昇降制御回路６６１は、当該フィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇを架台制御回路３３に即時的にフィードバックする。昇降制御回路６６１からフィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇを受けた架台制御回路３３は、当該フィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇを、−Ｚ方向へのスライド指示に関する動作指示信号としてフレーム制御回路６４１に即時的に供給する。換言すれば、昇降検出器６６５から出力されたフィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇは、昇降制御回路６６１と架台制御回路３３とを介してフレーム制御回路６４１に即時的に供給される。
【００７０】
動作指示信号ＦＢ１Ｓｉｇを受けたフレーム制御回路６４１は、フレーム駆動装置６４３に、供給された動作指示信号ＦＢ１Ｓｉｇと同一の動作指示信号ＦＢ１Ｓｉｇを供給する。動作指示信号ＦＢ１Ｓｉｇを受けたフレーム駆動装置６４３は、当該動作指示信号ＦＢ１Ｓｉｇに従い駆動軸を回転し、上段フレーム６１をスライドするための動力を発生する。その結果、下段フレーム６３が上段フレーム６１を−Ｚ方向にスライドする。
【００７１】
この際、フレーム検出器６４５は、上段フレーム６１の動作量を示すフィードバック信号ＦＢ２Ｓｉｇをフレーム制御回路６４１にフィードバックし、フレーム制御回路６４１は、フィードバック信号ＦＢ２Ｓｉｇを架台制御回路３３にフィードバックする。
【００７２】
以上により、迫り出し補正動作における架台制御回路３３、昇降駆動制御装置６６及びフレーム駆動制御装置６４間の動作指示信号の流れの説明を終了する。上記の通り、本実施形態に係る架台制御回路３３は、昇降駆動装置６６３の駆動軸の駆動量を示すフィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇを動作情報として昇降制御回路６６１から収集し、昇降駆動装置６６３の駆動軸の駆動量に略一致する駆動量だけ、フレーム駆動装置６４３の駆動軸を駆動させるために、フィードバック信号ＦＢ１Ｓｉｇをフレーム制御回路６４１に供給する。
【００７３】
例えば、本実施形態とは異なる方法として、下段フレーム６３の上昇量をロータリーエンコーダにより位置検出信号に変換し、当該位置検出信号を利用して、上段フレーム６１を−Ｚ方向にスライドするための動作指示信号を生成する場合が考えられる。この場合、下段フレーム６３の上昇方向（＋Ｙ方向）と上段フレーム６１のスライド方向（−Ｚ方向）とが同軸方向ではないため、ロータリーエンコーダからの位置検出信号に基づいて、下段フレーム６３の上昇量を上段フレーム６１のスライド量に換算しなければならない。従ってこの場合、正確な迫り出し補正をすることはできない。
【００７４】
一方、本実施形態においては、上記の通り、下段フレーム６３を上昇するための方式としてＸリンク６５を採用しているため、下段フレーム６３の上昇を可動リンク６５１の＋Ｚ方向への押し出しにより実現している。当該機構により、可動リンク６５１の移動方向（＋Ｚ方向）と上段フレーム６１の迫り出し補正のスライド方向（−Ｚ方向）とが同軸方向（Ｚ方向）に一致するため、可動リンク６５１の移動量Ｄ１と上段フレーム６１の移動量Ｄ２とが厳密に一致する。このため、可動リンク６５１の移動量Ｄ１に一致する移動量Ｄ２だけ上段フレーム６１を移動すれば良く、上記動作指示信号として、昇降検出器６６５からのフィードバック信号をそのまま利用することができる。よって本実施形態によれば、従来に比して、正確な迫り出し補正をすることができる。また、位置検出信号から上段フレーム６１の移動量への換算工程が不要であるため、本実施形態によれば、従来に比して、下段フレーム６３の上昇に連動する上段フレーム６１のスライドに関する即応性を高めることができる。
【００７５】
なお、図９には、下段フレーム６３の上昇時における動作指示信号の流れが示されているが、下段フレーム６３の下降時においても、同様にフィードバックが実行されれば良い。
【００７６】
次に、本実施形態に係る架台制御回路３３による天板５１の位置決めに関する動作例を説明する。本実施形態に係る架台制御回路３３は、寝台２３の位置に応じて動作モードを切替えることにより、最短距離で天板５１をＸ線パスへ到達させることができる。
【００７７】
図１０は、架台制御回路３３による位置決めに関する動作例の典型的な流れを示す図である。図１１は、図１０の動作例における天板５１の移動経路を示す図である。図１１の縦軸はＹ方向位置に規定され、横軸はＺ方向位置に規定されている。
【００７８】
なお図１０の開始時点において天板５１は初期位置Ｐ１に配置されているものとする。初期位置Ｐ１のＹ方向位置は、寝台下限高さに設定され、Ｚ方向位置は、最大退避位置に設定されているものとする。寝台下限高さは、天板５１が開口４１外にある場合における天板５１の下限高さである。最大退避位置は、天板５１が構造的に到達可能な、最も架台１０から離間した位置である。また、図１０の開始時点において架台制御回路３３の動作モードは、単独動作モードに設定されているものとする。
【００７９】
まず、ユーザは、天板５１の基準点が目標位置Ｐ４に一致するように天板５１を位置決めするため、入力回路３１を介して上昇を指示するための上昇ボタンを押下する。天板５１の基準点は、天板５１の如何なる位置に設定されていても良い。目標位置Ｐ４のＹ方向位置は、開口内下限高さと開口内上限高さとの間に設定される。開口内下限高さは、天板５１が開口４１内に位置している場合における天板５１の下限高さである。開口内上限高さは、天板５１が開口４１内に位置している場合における天板５１の上限高さである。目標位置Ｐ４のＺ方向位置は、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とを結ぶＸ線パス上に設定される。天板５１の目標位置に対応して、上段フレーム６１についても目標位置が設定される。上段フレーム６１の目標位置は、上段フレーム６１の架台１０側端部が架台１０の前面直前に位置するように設定される。これにより、天板５１のうちの上段フレーム６１により支持されている部分を多くすることにより、開口４１内での天板５１の撓み及び振動を低減し、ひいては、高精細画像を再構成することが可能になる。
【００８０】
上昇ボタンは、例えば、デッドマンスイッチである。従って上昇ボタンが押下されている期間、架台制御回路３３は、後続のステップＳ１−Ｓ７の処理を行う。上昇ボタンが離された場合、架台制御回路３３は、処理を一時中断することとなる。再び上昇ボタンが押下された場合、架台制御回路３３は、中断した処理を再開する。
【００８１】
ユーザにより当該ボタンが押下されている間、架台制御回路３３は、Ｘリンク６５を押して下段フレーム６３を上昇するために、昇降制御回路６６１を制御する（ステップＳ１）。図１１の経路Ｒ１（太字）に示すように、Ｘリンク６５による下段フレーム６３の上昇に伴い＋Ｚ方向に自動的に迫り出す。下段フレーム６３の迫り出しに伴い、下段フレーム６３に支持されている天板５１及び支持フレーム５３も＋Ｚ方向に自動的に迫り出す。
【００８２】
下段フレーム６３の上昇中、架台制御回路３３は、位置判定機能３３１を実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２において架台制御回路３３は、天板５１が所定高さ（転換点）Ｐ２に到達したか否かを繰り返し判定する。転換点Ｐ２は、単独動作モードから加速動作モードへの切替えが行われる高さに規定される。
【００８３】
天板５１が転換点Ｐ２に到達したと判定された場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、架台制御回路３３は、動作モードを単独動作モードから加速動作モードに切替える（ステップＳ３）。ステップＳ３において架台制御回路３３は、図１１の経路Ｒ１に示すように、Ｘリンク６５を押して下段フレーム６３を上昇させると共に上段フレーム６１を＋Ｚ方向（前方）にスライドするために、フレーム制御回路６４１と昇降制御回路６６１とを同期的に制御する。
【００８４】
加速動作モードにおいて架台制御回路３３は、位置判定機能３３１を実行する（ステップＳ４）。ステップＳ４において架台制御回路３３は、天板５１がＸ線パス、より詳細には、中間地点Ｐ３に到達したか否かを繰り返し判定する。中間地点Ｐ３のＹ方向位置は、開口内下限高さに規定され、Ｚ方向位置は、開口内のＸ線パス上に設定される。
【００８５】
図１１に示すように、加速動作モードを使用せず、単独動作モードのみで転換点Ｐ２から中間地点Ｐ３に天板５１を移動させることも可能である。例えば、この場合、例えば、経路Ｒ２（図１１の細線）に示すように、転換点Ｐ２を通過しても単独動作モードで下段フレーム６３の上昇を継続し、開口内下限高さに到達してから、経路Ｒ３（図１１の一点鎖線）に示すように、下段フレーム６３の上昇を停止し、上段フレーム６１を＋Ｚ方向にスライドをすることとなる。しかしながら、本実施形態のように転換点Ｐ２において単独動作モードから加速動作モードに切替えた場合、転換点Ｐ２から中間地点Ｐ３において、下段フレーム６３の上昇に伴う＋Ｚ方向への迫り出しに並行して、積極的に上段フレーム６１を＋Ｚ方向にスライドすることにより、天板５１が最短経路Ｒ１を通過することとなる。これにより、転換点Ｐ２から中間地点Ｐ３への道のりを短くすることができ、より短時間で中間地点Ｐ３に到達させることができる。
【００８６】
天板５１がＸ線パスに到達したと判定された場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、架台制御回路３３は、動作モードを加速動作モードから迫り出し補正動作モードに切替える（ステップＳ５）。ステップＳ５において架台制御回路３３は、Ｘリンク６５を押して下段フレーム６３を上昇させると共に上段フレーム６１を−Ｚ方向（後方）にスライドするために、フレーム制御回路６４１と昇降制御回路６６１とを制御する。上記の通り、迫り出し補正により、天板５１及び上段フレーム６１のＺ方向位置を固定しつつ、天板５１及び上段フレーム６１を上昇させることができる。
【００８７】
迫り出し補正動作モードにおいて架台制御回路３３は、位置判定機能３３１を実行する（ステップＳ６）。ステップＳ６において架台制御回路３３は、天板５１が目標高さ、より詳細には、目標位置Ｐ４に到達したか否かを繰り返し判定する。そして天板５１が目標高さに到達した場合、架台制御回路３３は、フレーム制御回路６４１及び昇降制御回路６６１の制御を停止する。これにより天板５１及び支持フレーム５３の位置決めが終了する。
【００８８】
以上で、本実施形態に係る架台制御回路３３による天板５１及び支持フレーム５３の位置決めに関する動作例の説明を終了する。
【００８９】
上記の通り、本実施形態に係る架台制御回路３３は、単独動作モード、加速動作モード及び迫り出し補正動作モードを天板５１及び支持フレーム５３の位置に応じて切替えることにより、最短経路Ｒ１で天板５１及び支持フレーム５３を目標位置Ｐ４まで移動させることが可能となる。また、架台制御回路３３は、下段フレーム６３の上昇時においては、下段フレーム６３の迫り出し量だけ上段フレームを反対側にスライドすることにより、天板５１及び支持フレーム５３のＺ方向に関する位置ずれを防止することができる。これにより、天板５１及び支持フレーム５３の位置決めの効率を向上させることができる。
【００９０】
上記動作例は、初期位置Ｐ１から目標位置Ｐ４への移動を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態に係る架台制御回路３３は、初期位置Ｐ１から目標位置Ｐ４への工程の逆の工程を辿ることにより、同様に最短経路Ｒ１で目標位置Ｐ４から初期位置Ｐ１へ天板５１を移動させることが可能である。これにより、目標位置Ｐ４が初期位置Ｐ１までの移動時間を短縮し、ひいてはＣＴ検査のスループットを向上することができる。
【００９１】
また、上記動作例においては天板５１の位置が転換点Ｐ２や中間地点Ｐ３、目標位置Ｐ４に到達したか否かがリアルタイムで判定されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、初期位置Ｐ１と目標位置Ｐ４とを結び且つ天板５１と架台１０とが干渉しないような最短経路Ｒ１が予め計算されても良い。この場合、天板５１が最短経路Ｒ１を通るための天板制御回路６２１、フレーム制御回路６４１及び昇降制御回路６６１各々に関する動作シーケンスが決定される。架台制御回路３３は、当該動作シーケンスに従って天板５１が最短経路Ｒ１を通るように天板制御回路６２１、フレーム制御回路６４１及び昇降制御回路６６１を制御する。
【００９２】
上記動作例において架台制御回路３３は、Ｘリンク６５による下段フレーム６３の昇降に連動して上段フレーム６１のスライドを行う。より詳細には、昇降制御回路６６１にパルス信号が入力されるとＸリンク６５が作動し、Ｘリンク６５の駆動軸が所定角度回転する毎にフィードバック信号としてのパルス信号が即時的に出力され、当該フィードバック信号がフレーム制御回路６４１に入力されると下段フレーム６３が作動し、上段フレーム６１がスライドするものとした。すなわち、昇降制御回路６６１による下段フレーム６３の昇降とフレーム制御回路６４１による上段フレーム６１のスライドとが逐次的に行われるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、架台制御回路３３は、昇降制御回路６６１による下段フレーム６３の所定高さへの昇降が完了した後、フレーム制御回路６４１による上段フレーム６１のスライドを行っても良い。
【００９３】
また、上記動作例において架台１０のチルト角は、０度であっても良いし、０度以外の如何なる角度に設定されていても良い。この場合、転換点Ｐ２のＺ方向位置とＹ方向位置とは、天板５１及び支持フレーム５３が架台１０に干渉しないように、チルト角に応じて決定されることとなる。
【００９４】
また、上記動作例において上段フレーム６１の目標位置は、架台１０の前面直前であるとしたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、高精細画像を得る際には、上段フレーム６１の目標位置を架台１０に可能な限り接近させ、架台１０のチルト動作を優先させる場合、上段フレーム６１の目標位置を架台１０から遠ざけても良い。
【００９５】
（総括）
上記の通り、本実施形態に係るＸ線コンピュータ断層撮影装置は、少なくとも架台１０、上段フレーム６１、下段フレーム６３、支持台５５及び架台制御回路３３を有している。架台１０は、Ｘ線管１３とＸ線検出器１５とを装備する。上段フレーム６１は、被検体Ｏが載置される天板５１を支持する。下段フレーム６３は、上段フレーム６１をＺ方向に移動可能に支持する。支持台５５は、下段フレーム６３をＹ方向に移動可能に支持するＸリンク６５を装備する。架台制御回路３３は、下段フレーム６３のＹ方向の移動に伴い変化する上段フレーム６１のＺ方向位置を補正するために、Ｘリンク６５を作動するための駆動軸の動作情報に基づいて上段フレーム６１を移動させる。
【００９６】
上記の構成により、Ｘリンク６５により下段フレーム６３を昇降させる場合、上段フレーム６１のＺ方向位置を固定することができるので、昇降後の天板５１の再度の位置決めが不要になる。また、Ｘリンク６５は上段フレーム６１の移動方向と同方向に移動することにより下段フレーム６３を昇降させるので、本実施形態に係る架台制御回路３３は、Ｘリンク６５の駆動軸の動作情報を利用することにより、下段フレーム６３の昇降に伴う上段フレーム６１の前後移動量を正確に補正することができる。
【００９７】
かくして、本実施形態によれば、天板及び支持フレームが昇降に伴い前後する方式を有するＸ線コンピュータ断層撮影装置及び寝台装置において、天板及び支持フレームの位置決め作業に関する効率を向上することが可能になる。
【００９８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９９】
１０…架台、１１…回転フレーム、１３…Ｘ線管、１５…Ｘ線検出器、１７…高電圧発生器、２１…回転駆動装置、２３…寝台、２５…架台／寝台駆動系、２７…データ収集回路、２９…表示回路、３１…入力回路、３３…架台制御回路、４１…開口、４３…筐体、５１…天板、５３…支持フレーム、５５…支持台、６１…上段フレーム、６２…天板駆動制御装置、６３…下段フレーム、６４…フレーム駆動制御装置、６５…Ｘリンク、６６…昇降駆動制御装置、６７…基台、６８…チルト駆動制御装置、７５…支点、７６…リードスクリュ、７７…制動装置、７８…ナット、１００…コンソール、１０１…前処理回路、１０３…再構成回路、１０５…画像処理回路、１０７…表示回路、１０９…入力回路、１１１…主記憶回路、１１３…システム制御回路、３３１…位置判定機能、３３３…移動制御機能、６２１…天板制御回路、６２３…天板駆動装置、６２５…天板検出器、６３１…枠状フレーム、６３２…ボールねじ、６３３…案内レール、６３４…転子、６３５…転子、６３６…ストッパ、６４１…フレーム制御回路、６４３…フレーム駆動装置、６４５…フレーム検出器、６５１…可動リンク、６５２…固定リンク、６５３…端部、６５４…端部、６５５…端部、６５６…端部、６６１…昇降制御回路、６６３…昇降駆動装置、６６５…昇降検出器、６８１…チルト制御回路、６８３…チルト駆動装置、６８５…チルト検出器、６３２１…ねじ軸、６３２３…スライダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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