(57)【要約】【課題】光学系21のフォーカスを自動的に調整できるＸ線イメージ管11における撮像装置20のフォーカス調整装置31を提供する。【解決手段】光学系21のフォーカス状態を測定する指標となる治具32を、Ｘ線イメージ管11および撮像装置20を用いて撮像する。撮像したデータから、測定手段33がフォーカス状態を測定する。測定したフォーカス状態に応じて、制御手段34がフォーカス調整手段23により光学系21のフォーカスを調整する。【選択図】図１
2008256439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系およびこの光学系のフォーカスを調整するフォーカス調整手段を有するＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整方法であって、
光学系のフォーカス状態を測定する指標となる治具を、Ｘ線イメージ管および撮像装置を用いて撮像する工程と、
Ｘ線イメージ管および撮像装置を用いて治具を撮像したデータから光学系のフォーカス状態を測定する工程と、
測定されたフォーカス状態に応じてフォーカス調整手段により光学系のフォーカスを調整する工程と
を具備していることを特徴とするＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整方法。
【請求項２】
治具には、Ｘ線透過部と非Ｘ線透過部とが並列に配置された治具を用い、
Ｘ線イメージ管を用いて撮像したデータからフォーカス状態を測定する工程では、治具のＸ線透過部と非Ｘ線透過部との境界に対応した波形を取得し、取得した波形の状態から光学系のフォーカス状態を測定する
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整方法。
【請求項３】
フォーカスを調整可能とする光学系を有するＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整装置であって、
前記光学系をフォーカスを調整するフォーカス調整手段と、
前記光学系のフォーカス状態を測定する指標となる治具と、
前記Ｘ線イメージ管および撮像装置を用いて前記治具を撮像したデータから前記光学系のフォーカス状態を測定する測定手段と、
この測定手段によって測定される前記光学系のフォーカス状態に応じて前記フォーカス調整手段により光学系のフォーカスを調整させる制御手段と
を具備していることを特徴とするＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整装置。
【請求項４】
治具は、並列に配置されるＸ線透過部と非Ｘ線透過部とを有し、
測定手段は、Ｘ線イメージ管を用いて前記治具を撮像したデータからＸ線透過部と非Ｘ線透過部との境界に対応した波形を取得するとともに、取得した波形の状態から光学系のフォーカス状態を測定する
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカスを調整可能とする光学系を有するＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線イメージ管を用いた医用のＸ線診断装置や産業用の非破壊検査装置などでは、Ｘ線管からのＸ線で被写体を透過したＸ線像をＸ線イメージ管により可視光像に変換し、この可視光像を撮像装置で撮像し、モニタなどに映して観察可能としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
Ｘ線イメージ管は、真空外囲器の一端の入力面に入射したＸ線像を電子像に変換し、真空外囲器内で電子像を加速、集束し、真空外囲器の他端の出力面で電子像を可視光像に変換している。
【０００４】
撮像装置は、光学系および撮像素子を備え、Ｘ線イメージ管の出力面で変換された可視光像を撮像する。光学系は、例えばＣマウントレンズなどのレンズが用いられ、絞り（Ｆ値）を調整する絞り調整機構とフォーカスを調整するフォーカス調整機構とを備えている。
【０００５】
Ｘ線イメージ管においては、一般に用途、製品別に光学系の絞り（Ｆ値）は固定である場合が多く、調整するのは主に光学系のフォーカスである。通常、この光学系のフォーカスを調整するフォーカス調整機構は、光学的距離（深さ）を調整するもので、円筒状のハウジングである鏡筒に回転可能に設けられた回転部、およびこの回転部の回転位置に応じてフォーカス調整用レンズの位置を光軸方向に移動させる機構部を備えている。この回転部は、フォーカス調整後に回転部の１〜３箇所程度をねじなどで鏡筒に固定している。
【０００６】
従来、光学系のフォーカス調整は、回転部を固定しているねじを緩め、Ｘ線イメージ管を用いて解像度チャートなどの指標を撮像した像を作業者が目視確認しながら、フォーカス調整機構の回転部を回して光学系のフォーカスを調整し、調整後にねじを締め付けて回転部を固定している。
【特許文献１】特開２０００−３９４０４号公報（第２−３頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の光学系のフォーカス調整では、作業者の目視確認により光学系のフォーカスを合わせていたため、作業者の目視による個人差が生じ、調整にばらつきやずれが生じやすく、また調整時間も長くかかる問題がある。
【０００８】
さらに、光学系のフォーカスが最適となった位置でのねじ締めは、ねじが複数ある場合、均等に締めていかないと、光学系のフォーカスが再度微妙にずれることがあった。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光学系のフォーカスを自動的に調整できるＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、光学系およびこの光学系のフォーカスを調整するフォーカス調整手段を有するＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整方法であって、光学系のフォーカス状態を測定する指標となる治具を、Ｘ線イメージ管および撮像装置を用いて撮像する工程と、Ｘ線イメージ管および撮像装置を用いて治具を撮像したデータから光学系のフォーカス状態を測定する工程と、測定されたフォーカス状態に応じてフォーカス調整手段により光学系のフォーカスを調整する工程とを具備しているものである。
【００１１】
また、本発明は、フォーカスを調整可能とする光学系を有するＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整装置であって、前記光学系のフォーカスを調整するフォーカス調整手段と、前記光学系のフォーカス状態を測定する指標となる治具と、前記Ｘ線イメージ管および撮像装置を用いて前記治具を撮像したデータから前記光学系のフォーカス状態を測定する測定手段と、この測定手段によって測定される前記光学系のフォーカス状態に応じて前記フォーカス調整手段により光学系のフォーカスを調整させる制御手段とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像装置の光学系のフォーカス状態を測定する指標となる治具をＸ線イメージ管および撮像装置を用いて撮像し、この撮像したデータから光学系のフォーカス状態を測定し、測定したフォーカス状態に応じてフォーカス調整手段により光学系のフォーカスを調整することにより、光学系のフォーカスを自動的に調整できる。そのため、人手による光学系のフォーカスを合わせる作業を省略でき、Ｘ線イメージ管の使用時毎に光学系のフォーカスの自動調整が可能となって常に良好な画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１において、11はＸ線イメージ管で、このＸ線イメージ管11は、真空外囲器12を有し、この真空外囲器12のＸ線の入射側には入力窓13が形成され、入力窓13に対して反対側には出力窓14が形成されている。真空外囲器12には、入力窓13の内側に入射したＸ線を電子に変換して放出する入力面15が設けられ、出力窓14の内側に入力面15からの電子を可視光像に変換して出力する出力面16が設けられている。
【００１５】
入力面15から出力面16に向かって進行する電子の進路に沿って電子を加速、集束する電子レンズ17が配設されている。この電子レンズ17は、入力面15に負の電圧を加えるカソード電極、出力面16に高い正の電圧を加えるアノード電極、これらカソード電極とアノード電極との間に配置される加速・集束電極としての電極18などで構成されている。この電子レンズ17には高圧電源である電源19から所定の電圧が印加される。
【００１６】
また、Ｘ線イメージ管11の出力窓14には出力面16に結像された可視光像を撮像する例えばＣＣＤカメラなどの撮像装置20が配設されている。この撮像装置20は、出力面16に結像された可視光像を集光する光学系21、この光学系21で集光された可視光像を撮像する例えばＣＣＤなどの撮像素子22、光学系21のフォーカスを調整するフォーカス調整手段23などを備えている。
【００１７】
図２に示すように、光学系21は、光軸方向に沿って配置される複数のレンズを収容した円筒状のハウジングである鏡筒24を有し、この鏡筒24の光軸方向の一端にＸ線イメージ管11と結合する例えばＣマウントなどのマウント部25が設けられ、鏡筒24の周囲にフォーカスを調整するフォーカス調整機構26、および絞り（Ｆ値）を調整する絞り調整機構27が設けられている。
【００１８】
フォーカス調整機構26は、光学的距離（深さ）を調整するもので、鏡筒24に回転可能に設けられた回転部28、およびこの回転部28の回転位置に応じてフォーカス調整用レンズの位置を光軸方向に移動させる機構部などを備えている。
【００１９】
絞り調整機構27は、一般に用途、製品別に光学系の絞り（Ｆ値）は固定である場合が多いため、絞り調整後に鏡筒24に固定されている。
【００２０】
そして、フォーカス調整手段23は、回転部28を正逆方向に回転駆動する駆動部としてのモータ29、および回転部28を調整位置でロックするロック部30を備えている。このロック部30は、ソレノイドやモータなどのロック駆動部の動作により、回転部28自体をロックしたり、モータ29から回転部28までの駆動系でロックする。
【００２１】
また、図１に示すように、31はフォーカス調整装置で、このフォーカス調整装置31は、光学系21を駆動してフォーカスを調整するフォーカス調整手段23、光学系21のフォーカス状態を測定する指標となる治具32、Ｘ線イメージ管11および撮像装置20を用いて治具32を撮像したデータから光学系21のフォーカス状態を測定する測定手段33、この測定手段33によって測定された光学系21のフォーカス状態に応じてフォーカス調整手段23により光学系21のフォーカスを調整させる制御手段34を備えている。
【００２２】
治具32には、例えば、図２に示すように、解像度チャートが用いられる。この解像度チャートは、Ｘ線吸収率が高くＸ線遮蔽性を有する鉛などの材料で形成され、単位長さ当たりに解像度によって決まった間隔で複数のスリットが設けられている。そして、スリットの部分はＸ線が透過するＸ線透過部37であり、スリット以外の部分がＸ線を遮蔽する非Ｘ線透過部38であり、これらＸ線透過部37と非Ｘ線透過部38とが並列に配置されている。
【００２３】
測定手段33は、例えばオシロスコープなどによってＸ線イメージ管11を用いて治具32を撮像したデータからＸ線透過部37と非Ｘ線透過部38との境界に対応した波形を取得するとともに、ソフトウエアによって取得した波形の状態からフォーカス状態を測定する機能を有している。
【００２４】
なお、制御手段34の機能は、Ｘ線イメージ管11自体が光学系21のフォーカスを調整する機能を有する場合にはＸ線イメージ管11が備えており、また、Ｘ線イメージ管11とは別の装置にて光学系21のフォーカスを調整する場合にはその別の装置が備えている。
【００２５】
次に、フォーカス調整装置31によるフォーカス調整方法について説明する。
【００２６】
図１に示すように、Ｘ線イメージ管11の入力面15の前に治具32を配置し、図示しないＸ線管からＸ線を治具32を介してＸ線イメージ管11の入力面15へ照射する。
【００２７】
治具32を介してＸ線イメージ管11の入力面15に入射したＸ線を電子に変換し、電子レンズ17で電子を加速、集束させて出力面16に入射させ、出力面16で電子を可視光に変換して結像する。
【００２８】
出力面16に結像された可視光像を撮像装置20で撮像し、撮像データを測定手段33が取得してフォーカス状態を測定する。
【００２９】
図４には光学系21のフォーカスが合っていない状態の波形図、図５には光学系21のフォーカスが合っている状態の波形図を示す。波形の高い位置は、治具32におけるＸ線透過部37と非Ｘ線透過部38との境界に対応した位置の端である。
【００３０】
図４に示すように、光学系21のフォーカスが取れていない状態では、波形のなまりが顕著で、ノイズ成分も多い。そのため、波形のなまりによってスリットであるＸ線透過部37の間隔を示す波形同士の間隔a1が狭くなっており、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差が大きい。
【００３１】
一方、図５に示すように、光学系21のフォーカスが取れた状態では、波形のエッジがシャープになり、波形のなまりが少なく、ノイズ成分も少ない。そのため、波形のなまりによってスリットであるＸ線透過部37の間隔を示す波形同士の間隔a2が広くなっており、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差も少ない。
【００３２】
したがって、測定手段33では、波形の間隔と、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差とから、フォーカス状態を測定する。
【００３３】
制御手段34は、波形の間隔が最大で、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差が最小になるように、フォーカス調整手段23により光学系21のフォーカスを調整する。
【００３４】
具体的には、まず、フォーカス調整手段23のロック部30により、フォーカス調整機構26の回転部28のロックを解除する。次に、フォーカス調整手段23のモータ29により、フォーカス調整機構26の回転部28をいずれか一方に最も回転させて光学系21のフォーカスがずれている位置を測定開始位置として、その回転部28を他方に回転させながら測定手段33で測定していく。この測定中には、まず、波形の間隔が除々に大きく、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差が除々に小さくなり、その後、波形の間隔が最大で、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差が最小になる位置を境に、波形の間隔が除々に小さく、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差が除々に大きくなるように変化する。そして、測定中は、波形の間隔およびノイズ成分の平均値に対するピーク値の差と回転部28の回転位置との対応関係を制御手段34が記憶しておくことにより、波形の間隔が最大で、ノイズ成分の平均値に対するピーク値の差が最小になる位置すなわち最も光学系21のフォーカスが合った位置での回転部28の回転位置を判別できる。そのため、フォーカス調整手段23のモータ29により、フォーカス調整機構26の回転部28をフォーカスが合った回転位置に回転させ、その後、フォーカス調整手段23のロック部30により、フォーカス調整機構26の回転部28をロックする。
【００３５】
このように、光学系21のフォーカス状態を測定する指標となる治具32をＸ線イメージ管11および撮像装置20を用いて撮像し、この撮像データからフォーカス状態を測定し、測定したフォーカス状態に応じてフォーカス調整手段23により光学系21のフォーカスを調整することにより、光学系21のフォーカスを自動的に調整でき、すなわち、光学系21のオートフォーカスを実現できる。
【００３６】
そのため、人手による光学系21のフォーカスを合わせる作業を省略でき、光学系21のフォーカスを正確に合わせることができる。
【００３７】
光学系21のオートフォーカスを実現できるため、例えば、病院や検査装置などにおいては、Ｘ線イメージ管11を用いたＸ線診断装置の使用前に光学系21のフォーカスを自動的に合わせることができ、常に良好な画質を得ることができる。
【００３８】
一方、Ｘ線イメージ管11を製造する工場などにおいては、光学系21のフォーカスを合わせる作業を簡略化できる。
【００３９】
また、光学系21のフォーカスを調整して回転部28を回転駆動するモータ29を停止させることにより、モータ29およびギヤなどの伝達機構により回転部28を停止位置で係止できる。この回転部28の係止状態で、ロック部30によってロックすることにより確実に保持でき、また、回転部28が係止状態にあるためロックによって回転部28がずれるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態を示すＸ線イメージ管における撮像装置のフォーカス調整装置の構成図である。
【図２】同上撮像装置の光学系の斜視図である。
【図３】同上フォーカス調整装置に用いる治具の正面図である。
【図４】同上Ｘ線イメージ管の光学系のフォーカスが合っていない状態の波形図である。
【図５】同上Ｘ線イメージ管の光学系のフォーカスが合っている状態の波形図である。
【符号の説明】
【００４１】
11    Ｘ線イメージ管
20    撮像装置
21    光学系
23    フォーカス調整手段
31    フォーカス調整装置
32    治具
33    測定手段
34    制御手段
37    Ｘ線透過部
38    非Ｘ線透過部
【図１】
2008256439.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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