(57)【要約】【課題】構成が容易かつ安価でありながら鮮明な画像を得ることができるＸ線撮像装置を提供する。【解決手段】暗室箱Ａ２に、Ｘ線を可視光に変換する増感紙又は蛍光紙５と、増感紙又は蛍光紙５に可視化された被写体の像を撮像する複数のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３と、可視光を検知する蛍光センサ１１とが備えられ、蛍光センサ１１の信号をもとに複数のＣＣＤカメラのうち少なくとも２台（ＣＡ１，ＣＡ３）が撮像を開始し、その露光時間は画像入力ボード１５により制御され、各ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ３ごとに被写体Ｄの像を分割して撮像することにより複数の中間画像を生成し、この複数の中間画像を画像処理手段１３により合成して最終画像を生成する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生装置から照射されたＸ線を可視化して得られる被写体の像を撮像するＸ線撮像装置において、
Ｘ線を可視光に変換する増感紙又は蛍光紙と、増感紙又は蛍光紙に可視化された被写体の像を撮像する複数のＣＣＤカメラと、この複数のＣＣＤカメラが内部に配置されているとともにＸ線が照射される側に増感紙又は蛍光紙が配されている暗室箱と、ＣＣＤカメラにより撮像した画像を処理する画像処理手段とを備え、
複数のＣＣＤカメラのうち少なくとも２台を用いて、被写体の像を分割して撮像することにより複数の中間画像を生成し、この複数の中間画像を画像処理手段により合成して最終画像を生成することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項２】
前記暗室箱は、その上方側に、外部からの光を遮断して内部を暗状態にする暗空間が形成される一方、その下方側に、Ｘ線遮断板によりＸ線が遮断されるＸ線遮断空間が形成され、前記各ＣＣＤカメラは、そのレンズ以外の部分がＸ線遮断空間に収納され、レンズ部分は暗空間とＸ線遮断空間とを分けるＸ線遮断板に設けられたレンズ用の孔に配されて増感紙又は蛍光紙に向けられてい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】
前記ＣＣＤカメラのレンズ部分は、Ｘ線を遮断し且つ増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を透過するＸ線遮断部材により覆われていることを特徴とする請求項２記載のＸ線撮像装置。
【請求項４】
前記暗室箱は、増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を感知する蛍光センサを備え、前記画像処理手段は、蛍光センサの光電変換による電気信号を検知して蓄積開始トリガー信号を送出し、かつ蓄積開始トリガー信号生成から一定時間経過後に伝送開始信号を送出し、前記ＣＣＤカメラは、画像処理手段から送出された蓄積開始トリガー信号により撮像を開始し、伝送開始信号を検出するまで露光を続けることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のＸ線撮像装置。
【請求項５】
前記複数のＣＣＤカメラのうち少なくとも一つは、被写体の所定の像を光学的に拡大可能な光学的拡大機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線発生装置から照射されたＸ線を可視化して得られる像をＣＣＤカメラにより撮像するＸ線撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、医療分野などでＸ線写真を撮像する場合は、イメージ・インテンシファイア（イメージ管と呼ばれる）という真空管を利用するとともに、遠隔操作が可能であり、ＣＣＤカメラ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）で撮像した画像を画像表示装置に表示できるＸ線撮像装置が使用されている。イメージ管とは、真空管内面に塗布された蛍光面によりＸ線を光に変換した後、蛍光面の後方に配置された光電面により光を電子線に変換して加速及び収束を行い、この電子線による結像を可視光線に変換して明るい画像を得ることができるものである。
【０００３】
かつて、このようなイメージ管が開発される前は、蛍光紙や増感紙によりＸ線を可視光線に変換し、この可視光線による像を観察することで、被写体の位置確認のための透視を行っていた。透視は連続的にＸ線を照射するため、Ｘ線発生装置の保護及び被写体の被曝防止の観点から、透視時におけるＸ線照射量は撮影時に比べて数百分の一程度であった。このため、透視時における蛍光紙や増感紙に映し出される像は、非常に暗いものであった。
【０００４】
このような問題を解決する手段として、イメージ管が開発され、かかるＸ線撮像装置としては、例えば特開平１１−４７１２１号公報に開示されているものがある。これは、被写体の上方にＸ線発生装置（Ｘ線管）が配置されるとすると、被写体の下方に配置されるものであり、被写体にＸ線が放射されると、イメージ管（Ｘ線検出器）が被写体を透過したＸ線を電子線に変換及び収束し、光電変換して可視化することによりイメージ管の出力面に被写体の所定の像を結像し、その可視化された被写体の所定の像がＣＣＤカメラにより撮像されて画像表示装置に表示される。Ｘ線発生装置とＸ線撮像装置にはコントローラ（Ｘ線発生スイッチ）が接続されて遠隔操作可能となっており、Ｘ線発生装置のＸ線放射に合わせてＸ線撮像装置の撮像のタイミングが制御されている。
【０００５】
一方、イメージ管を使用せず、被写体を透過したＸ線を増感紙に照射させ、増感紙に結像される像をそのままＣＣＤカメラにより撮像するＸ線撮像装置が近年提案されている。この一例として、特開２０００−３２９８９８号公報には、増感紙（この公報では、「金属蛍光増感紙」とされている。）と冷却ＣＣＤカメラとを使用したＸ線撮像装置が開示されている。このＸ線撮像装置は、暗室箱に増感紙と冷却ＣＣＤカメラが配置された構成となっており、増感紙により変換される可視光線は微弱であるが、露光時間を長くすることが可能な冷却ＣＣＤカメラを使用することにより被写体の所定の像を撮像するものである。また、Ｘ線が冷却ＣＣＤカメラに照射されるとＣＣＤ素子が破壊されたり画像にノイズが発生したりするため、冷却ＣＣＤカメラの周囲をＸ線遮断材で覆うとともに、冷却ＣＣＤカメラをＸ線が直接照射される範囲より外側に配置し、増感紙により変換された可視光線を反射ミラーにより冷却ＣＣＤカメラの位置まで反射させて撮像する構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で使用されるイメージ管は、その構造は約１７ｃｍから３５ｃｍの直径に入射してくるＸ線（Ｘ線錐）を直径２３ｍｍ程度の可視光像に変換するものであり、大きい入射範囲のものになるほど製作技術は高度になり製作が困難になるとともに、イメージ管を使用したＸ線撮像装置は高コストになる問題が生じていた。
【０００７】
一方、増感紙を使用したＸ線撮像装置は安価ではあるが、増感紙により変換される可視光線は微弱であるため、依然として画像が暗く不明瞭であり、医療分野等においては実用性に欠けるという問題があった。また、増感紙を使用する場合は、増感紙を透過して冷却ＣＣＤカメラのＣＣＤ素子に達するＸ線の量が多いため、Ｘ線によるＣＣＤ素子の破壊やノイズの発生の防止が重要な課題となっているが、従来は冷却ＣＣＤカメラをＸ線が照射される範囲よりも外側に配置することにより解決しているため、冷却ＣＣＤカメラが増感紙よりも外側にはみ出した位置に配置されることとなり、暗室箱が大型化する問題を有していた。また、反射ミラーを使用してＸ線蛍光像を９０度等に反射させる、すなわち、増感紙により変換された可視光線を反射ミラーにより反射させることにより被写体の像を一つの冷却ＣＣＤカメラで撮影すると、光量（可視光線の量）が減衰して画像が不鮮明になってしまうという問題も有していた。また、一つの冷却ＣＣＤカメラの外周をＸ線遮蔽材で覆うものであるが、このＸ線遮蔽材で冷却ＣＣＤカメラの外周を覆うようにする作業には多大な労力がかかること、冷却ＣＣＤカメラのレンズ部分は覆われていないこと、さらに、冷却ＣＣＤカメラは高価であること等の問題を有していた。
【０００８】
さらに、従来のＸ線撮像装置は、撮像のタイミングをＸ線放射と合わせるためにコントローラやＸ線発生装置と連結する必要があり、連結するコントローラやＸ線発生装置の動作仕様等に合わせてシステム的にＸ線撮像装置を設計する必要があり、個々の装置に関して独立性の低いものとなっていた。
【０００９】
特に、高価なイメージ管を所有しない動物病院において犬やネコ等の小動物のＸ線撮像を行う場合、透視画像を見ながら撮像フィルムの入ったカセッテを所定位置に移動させるといった従来の撮像方法においては、透視画像において適当と思われる位置に被写体を固定しようとしても被写体が暴れたりして、撮像フィルムへの曝射の瞬間には元の位置からずれてしまうことも多かった。このため、何度も撮像しなおすことが多く、そのたびにカセッテに撮像フィルムを装着しなおしてから透視画像の確認工程からやり直す必要があり、手間がかかるだけでなく、撮像フィルムの無駄も多かった。また、魚などの水中生物においては、空気中に出しておける時間が限られるため、撮像にかかる時間をできる限り短くする必要がある。したがって、動物病院においては特に、撮像の工程が単純であり、かつ、低廉なＸ線撮像装置に対する需要が高いものとなっていた。
【００１０】
そこで本発明の目的は、構成が容易で安価でありながら鮮明な画像を得ることができるＸ線撮像装置を提供することにある。また、本発明は、従来からあるＸ線発生装置や被写体を載せる撮像用テーブルと組み合わせて使用することができ、独立性を有する小型の暗室箱を使用したＸ線撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のＸ線撮像装置は、Ｘ線発生装置から照射されたＸ線を可視化して得られる被写体の像を撮像するＸ線撮像装置において、Ｘ線を可視光に変換する増感紙又は蛍光紙と、増感紙又は蛍光紙に可視化された被写体の像を撮像する複数のＣＣＤカメラと、この複数のＣＣＤカメラが内部に配置されているとともにＸ線が照射される側に増感紙又は蛍光紙が配されている暗室箱と、ＣＣＤカメラにより撮像した画像を処理する画像処理手段とを備え、複数のＣＣＤカメラのうち少なくとも２台を用いて、被写体の像を分割して撮像することにより複数の中間画像を生成し、この複数の中間画像を画像処理手段により合成して最終画像を生成することを特徴とする。
【００１２】
この請求項１記載の発明によれば、Ｘ線発生装置が被写体に対してＸ線を照射すると、被写体の像が増感紙又は蛍光紙に映し出され、これを複数のＣＣＤカメラが撮像することで複数の中間画像が生成され、この複数の中間画像を画像処理手段により合成して最終画像が生成される。複数のＣＣＤカメラが被写体の像を分割して撮像して中間画像を得るため、一台のＣＣＤカメラが撮像する範囲が狭くなり、その結果、中間画像は、この狭い範囲をある程度のＣＣＤ素子の大きさ及び素子数を有する一台のＣＣＤカメラで撮像した画像となるため、鮮明な最終画像を得ることができる。
【００１３】
また、請求項１記載の発明によれば、暗室箱のＸ線が照射される側に増感紙又は蛍光紙が配されていることから、暗室箱の移動等に伴って一緒に移動可能であるため、ＣＣＤカメラと増感紙又は蛍光紙との間隔をＣＣＤカメラの焦点距離の位置に固定することができ、Ｘ線撮像の準備としての位置合わせ工程が大幅に簡易化される。
【００１４】
本発明の請求項２記載のＸ線撮像装置は、前記請求項１記載のＸ線撮像装置を前提として、前記暗室箱は、その上方側に、外部からの光を遮断して内部を暗状態にする暗空間が形成される一方、その下方側に、Ｘ線遮断板によりＸ線が遮断されるＸ線遮断空間が形成され、前記各ＣＣＤカメラは、そのレンズ以外の部分がＸ線遮断空間に収納され、レンズ部分は暗空間とＸ線遮断空間とを分けるＸ線遮断板に設けられたレンズ用の孔に配されて増感紙又は蛍光紙に向けられていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ＣＣＤカメラがＸ線遮断板を介してＸ線遮断空間に収納されるので、レンズ以外の部分からＸ線がＣＣＤ素子に照射されることが防止され、ＣＣＤ素子が破壊されたり、Ｘ線ノイズとしてＣＣＤカメラに悪影響を及ぼしたりする事態が生じにくい。したがって、ＣＣＤカメラを増感紙よりも外側に配する必要がなく、暗室箱を小型化することができる。
【００１６】
本発明の請求項３記載のＸ線撮像装置は、前記請求項２記載のＸ線撮像装置を前提として、前記ＣＣＤカメラのレンズ部分は、Ｘ線を遮断し且つ増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を透過するＸ線遮断部材により覆われていることを特徴とする。このＸ線遮断部材としては、鉛が組み込まれたガラスが挙げられる。
【００１７】
この発明によれば、ＣＣＤカメラのレンズ部分はＸ線を遮断し且つ増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を透過するＸ線遮断部材により覆われているため、Ｘ線がＣＣＤカメラのレンズ部分から入射してＣＣＤ素子を照射することが防止される。したがって、暗室箱を小型化しながらも、レンズ部分から入射するＸ線を原因とするＣＣＤ素子の破壊やＸ線ノイズを防止することができる。
【００１８】
本発明の請求項４記載のＸ線撮像装置は、前記請求項１乃至請求項３記載のＸ線撮像装置を前提として、前記暗室箱は、増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を感知する蛍光センサを備え、前記画像処理手段は、蛍光センサの光電変換による電気信号を検知して蓄積開始トリガー信号を送出し、かつ蓄積開始トリガー信号生成から一定時間経過後に伝送開始信号を送出し、前記ＣＣＤカメラは、画像処理手段から送出された蓄積開始トリガー信号により撮像を開始し、伝送開始信号を検出するまで露光を続けることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を感知する蛍光センサの電気信号を検知して、画像処理手段から蓄積開始トリガー信号が送出されることによりＣＣＤカメラが撮像を開始するため、撮像のタイミングを実際のＸ線放射に合わせることができる。このため、例えばＸ線発生装置の故障等により、実際にＸ線が放射されているにも関わらず、撮像開始信号がＸ線撮像装置に送られないという、危険な事態が防止される。また、例えば、病院等においてＸ線発生装置や被写体を載せる撮像用テーブルを既に備える所では、これら既存の装置等を利用することができ、既存のＸ線発生装置等と接続する必要がなく、パーソナルコンピュータ等の画像処理手段と連結するだけで取り付け作業が完了する。また、蓄積開始トリガー信号の検出から一定時間経過後の伝送開始信号を検出するまでの間、露光を続けるため、ＣＣＤカメラのＣＣＤ素子に十分な電荷を蓄積させることができ、増感紙又は蛍光紙に映し出される暗い画像を、鮮明に映し出すことができる。
【００２０】
本発明の請求項５記載のＸ線撮像装置は、前記請求項１乃至請求項４記載のＸ線撮像装置を前提として、前記複数のＣＣＤカメラのうち少なくとも一つは、被写体の所定の像を光学的に拡大可能な光学的拡大機能を有することを特徴とする。このＣＣＤカメラは、前記中間画像を生成する複数のＣＣＤカメラに光学的拡大機能が備わっているものでも良いし、中間画像を生成する機能を有することなく光学的拡大機能のみを有するものでも良い。また、光学的拡大機能には、ズームレンズによるものや、クローズアップレンズとズームレンズとの組み合わせによるものが挙げられる。ズームレンズを使用する場合は、被写体からレンズまでの距離が比較的長く（約１ｍ〜無限遠）なり、暗室箱が大型化してしまうため、その距離が比較的短くなるズームレンズとクローズアップレンズの組み合わせを使用する方が暗室箱の小型化を阻害することがないため好ましい。
【００２１】
この発明によれば、被写体の所定の像を拡大したい場合は光学的拡大機能を使用することにより、解像度が一定に保たれた拡大画像を生成することができるため、デジタル的な拡大機能のみを備える装置と比較して、高画質な拡大画像を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に述べる。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本実施の形態は、動物病院において、Ｘ線発生装置２から被写体にＸ線を照射するとともに、カセッテ或いはカセットと呼ばれる撮像用フィルムの入ったケースを使用して撮像用フィルムを露光させて撮像する方式における撮像装置に代えて、本方式のＸ線撮像装置１を導入する例で説明する。すなわち、Ｘ線発生装置２と撮像用テーブルＴは、動物病院で既に使用されているものとして説明する。Ｘ線発生装置２は、単相方式２０ｋＶＡ又はインバータ方式１６ｋＶＡ以上の出力を有すれば、本実施の形態のＸ線撮像装置１を導入することができる。
【００２４】
本実施の形態のＸ線撮像装置１は、図１に示すように、被写体Ｄに対してＸ線を照射するＸ線発生装置２と、被写体Ｄを載せる撮像用テーブルＴと、Ｘ線を可視光に変換する増感紙又は蛍光紙５と、増感紙又は蛍光紙５に可視化された被写体Ｄの所定の像を撮像するＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３が配置された暗室箱Ａ１と、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３により撮像した画像を処理する画像処理手段１３とを備える。ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３と画像処理手段１３とは、コントロールボックス１０を介して連結されている。コントロールボックス１０は、Ｘ線の放射を暗室箱Ａ１内の蛍光センサ１１により検知し、パソコン本体や画像処理手段１３へ送信するとともに、暗室箱Ａ１内のレンズＬ２のズーム範囲をコントロールする。Ｘ線発生装置２と被写体Ｄを載せる撮像用テーブルＴは、従来のものをそのまま使用する。画像処理手段１３は、一般家庭でも使用されるパーソナルコンピュータが使用され、パソコン本体１３ａとモニター１３ｂとからなる。パソコン本体１３ａに画像入力ボード１５が装着され、暗室箱Ａ１内のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３からカメラケーブル（後述する符号Ｋ１）を通して送られてくる画像を画像処理手段１３へ送る。なお、暗室箱Ａ１内部と画像入力ボード１５へは、画像処理手段１３より電源が供給される。
【００２５】
Ｘ線発生装置２は、Ｘ線を照射する方向が下方に向けて配置されているが、病院等では通常このように既に配置されている。撮像用テーブルＴは、撮像台とも言われるが、本実施の形態の撮像用テーブルＴも病院等で既に使用されているものであり、撮像用テーブルＴ自体はＸ線を良く透過する。なお、本発明では、従来のカセッテ或いはカセットと呼ばれる撮像用フィルムの入ったケースを使用しない。
【００２６】
暗室箱Ａ１は、下方にキャスターＣｓが取り付けられた移動可能な構造を有している。撮像用テーブルＴの下方に移動させて配置させるためである。すなわち、暗室箱Ａ１は、下方にキャスターＣｓが取り付けられたベース基台Ｂに脚部Ｃｔを介して連結されている。
【００２７】
暗室箱Ａ１は、厚さが約１．６ｍｍ程度の鉄製の部材により組み立てられる直方体形状の筐体であり、高さが６００ｍｍで、幅が４００ｍｍで、奥行きが３１０ｍｍ程度での大きさである。暗室箱Ａ１は、その上方側に、外部からの光を遮断して内部を暗状態にする暗空間７ａが形成される一方、暗室箱Ａ１の下方側に、Ｘ線を遮断するＸ線遮断板６によりＸ線が遮断されたＸ線遮断空間７ｂが形成されている。暗空間７ａの最上部には、増感紙又は蛍光紙５が固定される。すなわち、暗室箱Ａ１の上面に配されるパネルの裏面全体に貼り付けるようにして固定されている。Ｘ線遮断板６は、金属製板材によりＸ線を遮断するもので、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のレンズ部分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を配置させるためのレンズ用の孔６ａ，６ｂ，６ｃが形成されている（図７（ａ））。本実施の形態では、３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を使用しているために、Ｘ線遮断板６の中央にレンズ用の孔６ａ，６ｂ，６ｃが３個形成されている。Ｘ線遮断板６を介してＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を直接Ｘ線の照射方向に向けることにより小型化が図られている。
【００２８】
３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、その前部分に各々レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３が取り付けられ、Ｘ線照射方向に直接向けて配されている。すなわち、暗室箱Ａ１のＸ線遮断板６の中央に所定間隔をおいて形成されるレンズ用の孔６ａ、６ｂ、６ｃに向けて３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の各々のカメラが上方に向くように配置されている（図７（ａ）、（ｂ））。
【００２９】
３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、３０万画素程度のもので、数百万画素を有する一般的なＣＣＤカメラと比較すると低仕様すなわち低価格なものを使用している。また、いずれのＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３もプログレッシブ方式のものを使用している。また、プログレッシブ（順次走査）方式のカメラの中には、パソコン（パソコン本体１３ｂ）に組み込まれた画像入力ボード１５からの信号により蓄積開始のタイミング及び露光時間を制御できるものがあり、これを使用した。ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、そのレンズ部分以外は、暗室箱Ａ１のＸ線遮断空間７ｂに収納され、Ｘ線がＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のＣＣＤ素子に照射されることを防止している。また、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の材料には、通常、微量の鉛が含まれるため、ある程度のＸ線量であれば、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３を通過する際に鉛成分に吸収され、ＣＣＤ素子に到達することはない。３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のうち、中央のＣＣＤカメラＣＡ２のレンズＬ２は、被写体Ｄの所定の像を光学的に拡大可能な光学的拡大機能を有する。光学的拡大機能には、ズームレンズによるものや、クローズアップレンズとズームレンズとの組み合わせによるものが挙げられ、拡大範囲（ズーム範囲）は、コントロールボックス１０により制御される。
【００３０】
増感紙又は蛍光紙５及びＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、Ｘ線撮像装置１の使用目的によって適宜使い分けることができる。一般的に、増感紙又は蛍光紙５の発光量と分解能は、トレードオフの関係にある。すなわち、発光量の少ない増感紙又は蛍光紙５は分解能が高く、詳細な画像を映し出すことができる。このため、少ない発光量の光を感度良く検知し、かつ、この増感紙又は蛍光紙５の分解能に対応できるようなＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を選ぶことにより、詳細な画像が得られる。一方、それほど詳細な画像を必要としない場合は、発光量の大きな増感紙又は蛍光紙５を用いることにより、この増感紙又は蛍光紙５の発光量を検知することができる程度の感度を持ち、かつ、その分解能に見合う程度の分解能を持つＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を選ぶことにより、装置全体を低価格で実現することができる。
【００３１】
３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のうち、中央のＣＣＤカメラＣＡ２の左右に配されるＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ３は、被写体Ｄの所定の像（犬の脚の骨や内臓等）の所定部分を分割して撮像して、二枚の中間画像を生成する。画像処理手段１３には、この二枚の中間画像を一枚に合成して最終画像を生成するプログラムソフトが組み込まれている。プログラムソフトは、画像の拡大機能や、画像の回転等の角度調整機能等をも備えている。
【００３２】
暗室箱Ａ１には、Ｘ線の照射による増感紙又は蛍光紙５からの光を捉える蛍光センサ１１が取り付けられ、この蛍光センサ１１の光電変換による電流を電気信号としてＸ線の照射を検出して、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の撮影動作が開始されるようになっている。すなわち、増感紙又は蛍光紙５がＸ線の照射を受けて光り始めると、その光を蛍光センサ１１が捉え、光電変換による電流を蛍光検出部１６へ送る。蛍光検出部１６は、これを電流電圧変換し、増幅し、コントロールボックス１０のＸ線トリガー回路１４へ送る。この電圧が一定レベルに達すると、Ｘ線トリガー回路１４は、パーソナルコンピュータである画像処理手段１３のＰＣＩバスに装着された画像入力ボード１５にＸ線トリガー信号を送る。画像入力ボード１５は、Ｘ線トリガー信号を受け取ると、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３に増感紙又は蛍光紙５に映し出された映像を電荷蓄積するために蓄積開始トリガー信号を送る。画像入力ボード１５は、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３に蓄積開始トリガー信号を送った後、一定時間経過後、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３に蓄積された電荷を映像信号として、画像入力ボード１５に送り始めるための伝送開始信号をＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３に送る。次いで、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３は、蓄積された電荷を映像信号として画像入力ボード１５へ送り、さらにその映像信号を画像入力ボード１５からパソコン本体１３ａの内部メモリーへ送り、内蔵されているプログラムソフトにより適宜画像処理が行われた後にモニター１３ｂに画像を表示するとともに、必要な場合はそのデータをパソコン本体１３ａに保存する。本実施の形態において、蓄積開始トリガー信号を送出してから伝送開始信号を送出するまでの時間は、０．２５秒としたが、Ｘ線発生装置２の最大出力が小さい場合に大型の動物等を撮影するときは、この時間を長く設定することも可能である。しかし、ＣＣＤ素子のチャージ時間が長くなると、画素の欠損が目立つ現象が起きるため、あまりに長い時間を設定することは好ましくない。
【００３３】
したがって、本実施の形態を実際に使用するときは、図１に示すように、既に病院等においてＸ線発生装置２の下方に設置されている撮像用テーブルＴの下に暗室箱Ａ１を納めるように移動させる。暗室箱Ａ１は、小型化が図られているため、既存の撮像用テーブルＴの下に容易に収納でき、また，キャスターＣｓを有するため、移動や運搬が容易である。
【００３４】
本実施の形態では、Ｘ線発生装置２等の他の装置に接続する必要がなく、独立性の高いＸ線撮像装置１となるため、暗室箱Ａ１の導入から撮像開始にかけての準備作業が大幅に低減されることとなる。さらに、暗室箱Ａ１のみを移動させることが可能であるため、複数のＸ線発生装置２に対して一つの暗室箱Ａ１を共通に使うこともできる。また、上記構成の暗室箱Ａ１を使用すれば、従来の様々なＸ線発生装置２や撮像用テーブルＴ等と組み合わせて使用できる汎用性の高いＸ線撮像装置１となり、換言すると、従来構造のＸ線撮像装置全体を廃棄することなく、暗室箱Ａ１とコントロールボックス１０のみ購入すればよくなり、また、新たに他の専用装置を購入する必要もない。
【００３５】
Ｘ線発生装置２のＸ線管球よりＸ線が照射され、被写体Ｄを通過したＸ線は、暗室箱Ａ１に配置された増感紙又は蛍光紙５に可視化された被写体Ｄの所定の像を作り、被写体Ｄの所定の像をＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３が撮像する。例えば、被写体Ｄが犬の足である場合は、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ３がこれを分割して撮像して、撮像した画像を画像処理手段１３で処理する。また、犬の足を拡大して撮像する場合は、ＣＣＤカメラＣＡ２がこれを担当する。すなわち、ＣＣＤカメラＣＡ２のレンズＬ２により拡大すると、拡大画像の解像度は一定であり、拡大により画質が低下することはない。
【００３６】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、図２から図６に示すように、グリッドＧを着脱させる着脱手段２１が設けられた暗室箱Ａ２を使用している。着脱手段２１は、暗室箱Ａ２の上面に設けられた一対の断面コ字状のレールＲａ，Ｒａと、暗室箱Ａ２の上面端部に回転可能に取り付けられた金属フレーム２２と、金属フレーム２２の裏面中央付近に設けられたストッパー２５と、金属フレーム２２を暗室箱Ａ２の上面側部に水平状態に支持するストッパー金具２３とからなる。ストッパー金具２３は、暗室箱Ａ２の側面の上部中央に取り付けられ、水平方向に回転可能な機構を有する。金属フレーム２２は、開口部を有する四角形状を呈し、暗室箱Ａ２の上面より一回り大きく形成されている。また、金属フレーム２２の裏面中央付近には、板状の金属片からなるストッパー２５が取り付けられている。金属フレーム２２を水平状態に固定する際は、金属フレーム２２を水平状態に持ち上げて、ストッパー金具２３を約９０°回転させてストッパー２５に当接させ、ストッパー金具２３の上部に金属フレーム２２を乗せるようにする。本実施の形態においては、ストッパー金具２３及びストッパー２５はそれぞれ一つずつであるが、金属フレーム２２の安定性等を考慮して複数としてもよい。金属フレーム２２のレールＲａ，Ｒａの延長に位置する一対の対向する二辺は、断面コ字状に折り曲げられてレールＲｂ，Ｒｂを形成し、金属フレーム２２を水平状態として暗室箱Ａ２上面のレールＲａ，Ｒａと並んだときに、連結された一対のレール状となるように形成されている。この一対のレールＲｂ，Ｒｂの間にグリッドＧが着脱可能に構成されている。詳しくは、グリッドＧの両脇を固定する断面Ｌ字状の固定具２４を一対のレールＲｂ，Ｒｂにはめ込み、スライドさせることにより着脱可能となっている。なお、図３において、符号Ｋ１は、カメラケーブルのキャプコンであり、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３と画像入力ボード１５を接続している。符号Ｋ２は、コントロールケーブルを接続するコネクタであり、コントロールケーブルは、蛍光センサ１１からＸ線トリガー回路１４への信号とコントロールボックス１０からレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３への制御信号とを伝送する。
【００３７】
更に、３台のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の各々のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３部分には、Ｘ線遮断部材１７が配されている。このＸ線遮断部材１７は、Ｘ線を遮断する、つまり各々のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３部分からＸ線がＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３に照射されないようにするために配されるもので、鉛が組み込まれたガラス等が挙げられ、本実施の形態においては、日本電気硝子株式会社製のＬＸ−５７Ｂ（鉛当量１．１ｍｍＰｂ）を使用した。図７（ｃ）に示すように、一枚の透明鉛ガラス１７が３個のレンズ用の孔６ａ，６ｂ，６ｃを塞ぐようにＸ線遮断板６の上に配されているものでも良い。その他の構成や使用例は、第１の実施の形態と同様である。
【００３８】
グリッドＧは、被写体Ｄに照射されたＸ線が散乱することにより、像のコントラストが低下することを防止するものである。一般的に、鉛のようなＸ線吸収の大きな金属を短冊状にして所定の間隔を空けて並べ、その間にアルミや樹脂等のＸ線を透過する材料を配したものである。入射されたＸ線のうち、散乱等によって斜めに入射されるＸ線は、鉛に吸収され、平行に近い角度で入射されるＸ線は、一部が鉛に吸収され、一部が透過する。このため、透過するＸ線はほぼ平行となるが、鉛によって一部吸収されるため、増感紙又は蛍光紙５に到達するＸ線量は減少し、増感紙又は蛍光紙５において可視化される像も暗いものとなる。これを防ぐためには、Ｘ線発生装置２において発生させるＸ線量を増大させる必要があるが、小動物等のＸ線被曝の影響が深刻な場合は、Ｘ線量の増大は好ましくないため、像のコントラストを向上させる必要があるときにのみ、グリッドＧを使用すべきである。また、ＣＣＤカメラＣＡ２のレンズＬ２をズームアップさせて、像を拡大するときは、グリッドＧの短冊状の金属の影が目立ち、鮮明な像とならない場合があるため、拡大率に応じてグリッドＧを使用すべきである。
【００３９】
したがって、グリッドＧは使用の目的により、取り付けたり外したりすることがある。詳しくは、撮像の前に、ストッパー金具２３を介して金属フレーム２２を暗室箱Ａ２の上面に水平状態に支持した後、両側が固定具２４に固定されたグリッドＧを一対のレールＲｂ，Ｒｂに嵌合させてから暗室箱Ａ２を撮像用テーブルＴの下に入れて使用する。使用中において、グリッドＧを増感紙又は蛍光紙５の上部に置く場合は、一対のレールＲｂ，ＲｂにそってグリッドＧをスライドさせ、不要となった場合は、同様にレールＲｂ，Ｒｂに沿ってグリッドＧを外方にスライドさせる。このようにすることにより、暗室箱Ａ２を撮像用テーブルＴの外に出すことなく、グリッドＧの装着及び取り外しが可能となる。換言すると、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の位置と増感紙又は蛍光紙５の位置が定まった状態を保ちながら、グリッドＧを移動させることができるため、グリッドＧの移動の度にＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３の撮像範囲を合わせなおす必要がない。また、暗室箱Ａ２を移動させる場合や、別の場所に収納する場合には、ストッパー金具２３及び金属フレーム２２を折り畳んで、コンパクトな形状とすることができる。
【００４０】
他方、グリッドＧを使用しない場合、暗室箱Ａ１，Ａ２の増感紙又は蛍光紙５及びレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３が受けるＸ線照射量は増大されるが、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の前にＸ線遮断部材である透明鉛ガラス１７が配されているため、増感紙又は蛍光紙５及びレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３を通過したり、被写体Ｄ等により散乱されたＸ線がＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のＣＣＤ素子に到達して、ＣＣＤ素子を損傷させたり映像信号に雑音を生じさせたりすることがない。
【００４１】
ここで、図示しないが、暗室箱Ａ１，Ａ２は、昇降手段を備える構成とすると、より好ましくなる。すなわち、第１及び第２の実施の形態のベース基台Ｂや脚部Ｃｔにエアーシリンダ等の昇降手段を取り付けることにより、撮像用テーブルＴと暗室箱Ａ１，Ａ２の上方の増感紙又は蛍光紙５との間隔を調節できるようにすると良い。様々な高さの撮像用テーブルＴと組み合わせて使用可能な汎用性の高いものとするためである。
【００４２】
（実施例１）
次に、本実施の形態において、種々の実験を行った。第１に、上記第１と第２の実施の形態のＸ線撮像装置１を使用して、犬や猫の骨を映し出すことを試みた。増感紙５を使用し、３３万画素の工業用のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を使用した。通常のＣＣＤカメラでは、電源を入れるとすぐにスキャン（画像の取り込みと画像処理手段１３への送信）を開始するが、制御信号を入れるまでＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を休止させておき、実際にＸ線が出始めてすぐに蓄積開始トリガーによりＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を動作させてチャージさせ、蓄積時間を画像入力ボード１５によって制御することで、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を１００％の効率で使用するようにした。その結果、体長８０ｃｍ以下、体重５０ｋｇ以下の犬や猫等の小動物では、その骨や内蔵系を鮮明に映し出すことが出来た。その例を示すものが図９である。ここで、図９に示す画面を得るときには、パソコン本体１３ａを使用して、図８に示すモニター１３ｂの画面の取り込み開始ボタンをクリックする。なお、図８の画面において、「全画面」ボタンは、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ３がこれを分割して撮像して、撮像した画像を画像処理手段１３で処理するものである。また、「ズーム大」と「ズーム小」のボタンは、ＣＣＤカメラＣＡ２のレンズＬ２により拡大したり縮小したりするものである。
【００４３】
（実施例２）
第２に、増感紙又は蛍光紙５の撮像範囲を大きくするために光学的拡大機能を有するＣＣＤカメラＣＡ２のレンズＬ２にクローズアップレンズとズームレンズとの組み合わせを使用した。このクローズアップレンズとズームレンズを取り付けたＣＣＤカメラＣＡ２を使用し、増感紙又は蛍光紙５との間を一定の距離（クローズアップレンズで決められた距離）にしておけば、ズームレンズを無限遠に調整するとともに、バックフォーカスを調整すれば、拡大率を変えてもフォーカスがずれない犬や猫の骨を鮮明に映し出すことができた。ズームレンズを使用する場合は、被写体からレンズまでの距離が比較的長く（約１ｍ〜無限遠）なり、暗室箱Ａ１，Ａ２が大型化してしまうため、その距離が比較的短くなるズームレンズとクローズアップレンズの組み合わせを使用する方が暗室箱Ａ１，Ａ２の小型化を阻害することがない。なお、デジタル的な拡大機能のみを備える装置によりデジタル的に拡大すると、所定の画素数で撮像した画像をパーソナルコンピュータで拡大するため、拡大した部分の画素数が減少し、解像度が低下した。
【００４４】
（実施例３）
第３に、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３として、画素数（ＣＣＤ素子）が３０万画素よりも多い１００万画素以上のＣＣＤカメラを使用したが、鮮明な画像は得られなかった。画素数が多いＣＣＤカメラは、一つの画素の面積が小さくなるため、感度が低くなってしまうためであると考えられる。このため、画素がある程度の面積を有するものとすることで、感度を確保した。上記小型化が可能である暗室箱Ａ１，Ａ２において、上記構成とすることにより、画素数が少ないＣＣＤカメラを使用することが可能になり、製造コストの低廉化と小型化を図りながらも鮮明な最終画像が得られた。
【００４５】
（実施例４）
第４に、Ｘ線遮断部材１７を使用しなかった場合、つまりＸ線遮断板６のみでＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を覆うようにするだけでも、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のＣＣＤ素子の破壊やＸ線ノイズを生じさせることがなかった。これは、グリッドＧを使用しなかったために、撮像に必要なＸ線量が少なくてすみ、Ｘ線遮断板６を介してＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３のレンズ部分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３以外は、直接Ｘ線が照射されず、また、レンズ部分Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に入射されるＸ線はほとんど全てレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３に吸収され、ＣＣＤ素子に到達することがないことにあると考えられる。
【００４６】
（比較例１）
上記第１と第２の実施の形態において、ＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３を、インターレース方式（飛び越し走査方式）のもので同じように比較実験を行った。しかし、インターレース方式では、奇数走査線画像と偶数走査線画像のズレによる最終画像のブレがあったり、奇数走査線画像と偶数走査線画像の輝度の違いによるフリッカーが発生したりするという問題が発生した。特に、固定が難しい小動物の撮像においては、画像のブレが大きかった。また、１回の走査におけるＣＣＤ素子のチャージ時間が１／６０秒しかないため、画像が暗いものとなった。一方、プログレッシブ方式において、蓄積開始トリガー信号を使用せず、通常のテレビカメラと同様の画像スキャン方式を使った場合においても、１回の走査におけるＣＣＤ素子のチャージ時間が１／３０秒しかないため、画像が暗いものとなった。このように、通常のテレビカメラと同様の画像スキャン方式では、ＣＣＤ素子のチャージ時間があまりに短いため、増感紙又は蛍光紙５に映し出される非常に暗い画像を捉えるには不向きであることが確認された。
【００４７】
以上、各実施の形態では、中央に配されるＣＣＤカメラ（ＣＡ２）が光学的拡大機能を有すると説明したが、中間画像を生成するＣＣＤカメラ（ＣＡ１，ＣＡ３）が光学的拡大機能を備えているものでも良い。しかし、通常、被写体Ｄの撮像したい部分は撮像範囲の中央に置かれることが多いため、拡大を必要とする部分も撮像範囲の中央付近であることが多い。一方、光学的拡大は、像の中央を基点として所定の範囲を拡大するものであり、被写体Ｄの像の中央部分は、左右に配置されたＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ３において端部に相当することとなり、光学的拡大には不向きであることが多い。したがって、光学的拡大機能を必要とする場合は、左右のＣＣＤカメラＣＡ１，ＣＡ３の他に、中央に拡大専用のＣＣＤカメラＣＡ２を配置することが好ましいと言える。また、病院等においてＸ線発生装置２や撮像用テーブルＴが既に配置されている場合で説明したが、これらと共に暗室箱Ａ１，Ａ２を導入することも適用可能である。また、被写体Ｄを犬や猫の場合で説明したが、被写体がヒト（人体）の場合でも適用可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のＸ線撮像装置によれば、複数のＣＣＤカメラが被写体の像を分割して撮像して中間画像を得るため、一台のＣＣＤカメラが撮像する範囲が狭くなり、その結果、中間画像は、この狭い範囲をある程度のＣＣＤ素子の大きさ及び素子数を有する一台のＣＣＤカメラで撮像した画像となるため、画素数が多くかつ感度の高い高価なＣＣＤカメラを使用せずとも、安価な増感紙又は蛍光紙との組み合わせにより、鮮明な最終画像を得ることが可能である。また、暗室箱のＸ線が照射される側に増感紙又は蛍光紙が配されていることから、ＣＣＤカメラと増感紙又は蛍光紙との間隔を定めた焦点距離の位置におくことができるとともに、暗室箱の移動等に伴って一緒に移動可能となり、独立性の高いものとすることができる。
【００４９】
また、従来のように反射ミラーで反射させることなく、暗室箱内においてＣＣＤカメラがＸ線照射方向に直接向けて配されていることにより、暗室箱の小型化が図られる。さらに、この暗室箱に、増感紙又は蛍光紙により変換された可視光線を感知する蛍光センサがＣＣＤカメラの撮像を開始させる構成とすることにより、Ｘ線が照射されるＸ線発生装置や撮像用テーブルが既に配置されていることが多い病院等での導入が容易な独立性を有する暗室箱を提供することが可能である。
【００５０】
また、パソコン等による画像処理手段は、蛍光センサの光電変換による電気信号を検知して蓄積開始トリガー信号を送出し、ＣＣＤカメラは、画像処理手段から送出された蓄積開始トリガー信号により撮像を開始し、伝送開始信号を検出するまで露光を続けるため、ＣＣＤ素子に十分な電荷を蓄積させることができる。一方、画像処理手段により露光時間を制御できるため、ＣＣＤ素子への長時間蓄積による欠損が画面上で白点となることを防止でき、白点が表れず、かつＣＣＤ素子に最大限の電荷を蓄積させるようにすることができる。したがって、増感紙又は蛍光紙に映し出される暗い画像を鮮明に映し出すことができることとなり、鮮明な画像が得られてしかも安価なＸ線撮像装置を提供することができる等、種々の効果が得られる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＸ線撮像装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のＸ線撮像装置の概略構成図である。
【図３】上記第２の実施の形態の暗室箱を示す斜視図である。
【図４】上記第２の実施の形態の暗室箱の正面図である。
【図５】上記第２の実施の形態の暗室箱の平面図である。
【図６】上記第２の実施の形態の暗室箱の側面図である。
【図７】上記第１と第２の実施の形態のＸ線遮断板を示す図である。
【図８】上記第１と第２の実施の形態の画像表示装置の画面を示す図である。
【図９】上記第１と第２の実施の形態により撮像した例を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　Ｘ線撮像装置、
２　　　　　　　　Ｘ線発生装置、
５　　　　　　　　増感紙又は蛍光紙、
６　　　　　　　　Ｘ線遮断板、
６ａ，６ｂ，６ｃ　レンズ用の孔、
７ａ　　　　　　　暗空間、
７ｂ　　　　　　　Ｘ線遮断空間、
１０　　　　　　　コントロールボックス、
１１　　　　　　　蛍光センサ（蛍光検出部）、
１３　　　　　　　画像処理手段、
１７　　　　　　　Ｘ線遮断部材（透明鉛ガラス）、
２１　　　　　　　着脱手段、
２２　　　　　　　金属フレーム
２３　　　　　　　ストッパー金具
２４　　　　　　　固定具
２５　　　　　　　ストッパー
ＣＡ１，ＣＡ３　　左右のＣＣＤカメラ（少なくとも２台のＣＣＤカメラ）、
ＣＡ２　　　　　　中央のＣＣＤカメラ、
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　レンズ、
Ｄ　　　　　　　　被写体、
Ｔ　　　　　　　　撮像用テーブル、
Ａ１，Ａ２　　　　暗室箱
Ｇ　　　　　　　　グリッド
Ｒａ，Ｒｂ　　　　レール
Ｋ１　　　　　　　カメラケーブルのキャプコン
Ｋ２　　　　　　　コネクタ
【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】
2004000395.tif 000008
【図７】
2004000395.tif 000009
【図８】
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【図９】
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