(57)【要約】【課題】Ｘ線発生装置から安定したＸ線量を発生させ、安定した画像を取得することを可能としたＸ線透視装置、ＣＴ装置等のＸ線撮像装置を得る。【解決手段】フォトダイオード５によるＸ線検出器の最端部の余剰部（検査物を透過しないＸ線を検出）をＸ線発生器のＸ線量計として流用し、得られたＸ線量をＸ線管１の管電流を制御するフィラメント電流の制御に用い、これによりＸ線管１の管電流を一定に制御して、発生するＸ線量の安定化を図る。さらに、前述のＸ線制御ループにおいて制御しきれない内部高周波雑音は、取得された生のＸ線画像に対して補正係数を乗ずることにより見かけ上のＸ線画像のＳＮ比を高める。【選択図】      図１
2005158410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生器とＸ線検出器とを備えたＸ線撮像装置において、Ｘ線検出器の中の撮像対象が入らない検出画素によってＸ線発生器のＸ線強度を測定し、測定されたＸ線強度を内部基準値と比較してＸ線発生管の管電流を制御することによってＸ線発生装置のＸ線発生量を安定化することを特徴とするＸ線撮像装置。
【請求項２】
前記Ｘ線発生管の管電流の制御が、Ｘ線発生管のフィラメント電流の制御により行わ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】
Ｘ線発生器とＸ線検出器とを備えたＸ線撮像装置において、Ｘ線検出器の中の撮像対象が入らない検出画素によってＸ線発生器のＸ線強度を測定し、測定されたＸ線強度を内部基準値と比較して補正係数を算出し、取得された画像データに補正係数を掛けて見かけ上Ｘ線量を安定させた画像を取得することを特徴とするＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮像装置に係り、特に、空港等における旅客機搭乗者の手荷物検査用に用いて好適なＸ線透視装置、ＣＴ装置等のＸ線撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ラインセンサーを持ち、時間分割して画像を取得するＸ線透視装置、ＣＴ装置等のＸ線撮像装置は、Ｘ線量が時刻と共に変動してしまうと、画像に雑音を生じさせてしまう。これを解決するため、従来技術によるＸ線撮像装置は、Ｘ線発生器の内部でＸ発生管の管電圧、管電流を独立して制御することによりＸ線量の制御を行っている。
【０００３】
なお、ラインセンサーを持ち、時間分割して画像を取得するＸ線透視装置、ＣＴ装置等のＸ線撮像装置に関する従来技術として、特許文献１〜３、非特許文献１等に記載された技術が知られている。
【特許文献１】特開２００３−８４０６７号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０６０７号公報
【特許文献３】特開２００２−３０６４６７号公報
【非特許文献１】今里悠一・大橋昭南  共著  「医学用画像処理」テレビジョン学会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、従来技術によるＸ線撮像装置は、Ｘ線発生器の内部でＸ発生管の管電圧、管電流を独立して制御することによりＸ線量の安定化を図るものであるが、このＸ線量の制御は、発生するＸ線量を直接的に監視しながら行われるものではなく、Ｘ線発生管の管電圧、管電流以外にもＸ線発生量を支配する温度パラメータ等が存在する。このため、従来技術によるＸ線撮像装置は、発生されるＸ線量に時間ムラが生じて、画質を低下させるという問題点を有している。
【０００５】
また、従来技術によるＸ線撮像装置は、Ｘ線発生装置における管電流制御ループや管電圧制御ループの応答速度が低いために、Ｘ線発生管に対する印加電圧源である高圧発生器内部で生じた高周波雑音を抑圧することができず、これによる画質の低下を生じるという問題点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、Ｘ線発生装置から安定したＸ線量を発生させ、安定した画像を取得することを可能としたＸ線透視装置、ＣＴ装置等のＸ線撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば前記目的は、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを備えたＸ線撮像装置において、Ｘ線検出器の中の撮像対象が入らない検出画素によってＸ線発生器のＸ線強度を測定し、測定されたＸ線強度を内部基準値と比較してＸ線発生管の管電流を制御することによってＸ線発生装置のＸ線発生量を安定化することにより達成される。
【０００８】
また、前記目的は、Ｘ線発生器とＸ線検出器とを備えたＸ線撮像装置において、Ｘ線検出器の中の撮像対象が入らない検出画素によってＸ線発生器のＸ線強度を測定し、測定されたＸ線強度を内部基準値と比較して補正係数を算出し、取得された画像データに補正係数を掛けて見かけ上のＸ線量を安定させた画像を取得することにより達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｘ線発生装置から安定したＸ線量を発生させ、時刻方向における画像明度のムラを排除した安定したＸ線透視画像、Ｘ線ＣＴ画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明によるＸ線撮像装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施形態によるＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。この本発明の第１の実施形態は、本発明をＸ線透視装置として構成した例であり、配置されるＸ線検出器が、一列にアレイ状に並んだラインセンサーであり、このラインセンサーの上を被写体がベルトコンベアーによって直線的に移動することにより２次元画像を得るものである。図１において、１はＸ線発生管、２は高圧発生器、３はフィラメント点火用電源、４はＸ線感光板、５はフォトダイオード、６は積分器、７はサンプルホールド回路（ＳＨ）、８はＡＤコンバータ（ＡＤＣ）、９はセレクタ（ＳＥＬ）、１０はタイミング回路、１１は割算器、１２はＣＰＵ、１３はビデオ回路、１４はディスプレイ、１５は基準電圧源、１６、１７はコンベアＡ、Ｂ、１８はコンベア駆動モータ、１９はロータリーエンコーダ、２０はモータ駆動部である。
【００１２】
本発明の第１の実施形態によるＸ線撮像装置は、図１に示すように、モータ駆動部２０により制御されるコンベア駆動モータ１８により駆動されて、旅客機搭乗者の手荷物を搬送する２つのベルトコンベアＡ１６、Ｂ１７と、２つのベルトコンベアＡ１６とベルトコンベアＢ１７との間に形成される隙間の下部に配置されて、高圧発生器２からの高電圧がそのターゲットに印加され、フィラメント点火用電源３によりフィラメントが点火されてＸ線を発生するＸ線発生管１と、前記隙間の上部に隙間の方向に沿って配置され、Ｘ線を可視光に変換する直線状のＸ線感光板４と、Ｘ線感光板４に対向して配置される複数のフォトダイオード５と、複数のフォトダイオード５からの信号を積分する複数の積分器６と、積分器６からの出力信号を保持する複数のサンプルホールド回路７と、サンプルホールド回路７からの出力信号をデジタル信号に変換する複数のＡＤコンバータ８と、ＡＤコンバータ８からの出力信号を順に選択出力するセレクタ９と、ベルトコンベアＡ１６に設けられたロータリーエンコーダ１９からの信号により、前述の積分器６、サンプルホールド回路７、ＡＤコンバータ８の動作タイミングを制御し、セレクタ９を制御するタイミング回路１０と、セレクタ９からの信号と後述するようにアレイ状に配置される複数のフォトダイオード５の最も端に配置されたフォトダイオード５に対応するＡＤコンバータ８からの信号との割算を行う割算器１１と、割算器１１からの信号を処理するＣＰＵ１２と、処理されたＣＰＵ１２からの信号をビデオ信号に変換するビデオ回路１３と、ビデオ回路１３からのビデオ信号を表示するディスプレイ１４とにより構成される。
【００１３】
前述したように構成されるＸ線撮像装置において、検査すべき被写体となる荷物は、ベルトコンベアＡ１６を駆動するベルトコンベア駆動モータ１８を駆動する電力装置モーター駆動部２０を持つベルトコンベア駆動モーター１８によって駆動されるベルトコンベアＡ１６に搭載され、矢印方向に運搬される。荷物がベルトコンベアＡ１６とベルトコンベアＢ１７との間に設けられる隙間の上を通ってベルトコンベアＡ１６からベルトコンベアＢ１７に受け渡されて移動していくとき、荷物は、高圧発生器２により駆動されるＸ線発生管１によってＸ線が照射される。そして、荷物は、Ｘ線を照射されながらベルトコンベアＡ１６からベルトコンベアＢ１７に移動して行くが、この移動がベルトコンベアＡ１６に取り付けられたベルトコンベア用ロータリーエンコーダ１９によってパルスに置きかえられる。このパルスは、タイミング回路１０のトリガーとして使用され、タイミング回路１０は、荷物移動量と同期させられる。
【００１４】
荷物を通過したＸ線は、Ｘ線感光板４に衝突して可視光線にエネルギー変換される。可視光線に変換されたＸ線透過成分は、Ｘ線感光板４に沿って直線状に配置されたＮ個のフォトダイオード５によって電流に変換される。この電流による電荷は、積分器における積分時間を制御すると共に、サンプルホールド回路のサンプルタイミングと蓄電・放電時間サイクルとを同期させるように制御を行うタイミング回路１０が定める蓄積時間の間だけ各フォトダイオード５に対応するＮ個の積分器６によって蓄積され、蓄積完了時刻、すなわち、積分器が出力するノコギリ波の所定の時刻において電圧を取り込み、次回のサンプル時刻まで同電圧を保持し出力し続ける各積分器６に対応するサンプルホールド回路７に取り込まれて保持される。各サンプルホールド回路７の出力は、各サンプルホールド回路７に対応するＮ個のＡＤコンバータ８によってＡＤ変換され、Ｎ個のＡＤコンバータ８の出力は、セレクター９によって時系列的に順番に選択され、１画素のディジタルビデオ信号として出力される。フォトダイオード５、積分器６、サンプルホールド回路７、ＡＤコンバータ８の各１つにより構成されるＮ個のＸ線検出装置のうち、最端に位置するＮ番目のフォトダイオード５、Ｎ番目の積分器６、Ｎ番目のＡＤコンバータ８によって出力されるディジタルビデオ信号は、セレクター９によって画像信号として選択されない。この信号は、荷物を通過せずに直接Ｘ線発生管１からＸ線感光板４に到達したＸ線量であり、この信号の強度Ｓ0 は、Ｘ線発生管１から発生されるＸ線量に比例している。
【００１５】
前述において、セレクター９により順に選択されて出力されるビデオ信号Ｓ1 〜ＳN-1 には、Ｘ線発生管１のＸ線発生量の揺らぎの成分による濃度のむら等が残留している。本発明の実施形態は、これを除去するため、割算器１１によってセレクター９から出力されるビデオ信号Ｓ1 〜ＳN-1 のそれぞれを、荷物を通過せずに検出された信号Ｓ0 で割る割算器１１が設けられており、Ｓ1 ／Ｓ0 〜ＳN-1 ／Ｓ0 を演算することにより、Ｘ線の揺らぎ成分を画像信号から相殺するようにしている。
【００１６】
また、Ｘ線発生管１のフィラメント点火用電源３には、Ｎ番目のサンプルホールド回路７の出力が符号反転されて入力されると共に、基準電圧源５からの基準電圧も入力される。フィラメント点火電源３は、基準電圧−Ｎ番目のサンプルホールド電圧として算出した差分電圧と比例させたフィラメント電流を発生させて、Ｘ線発生管１のフィラメントの電流を制御する。フィラメント電流は、Ｘ線発生管１の管電流と比例し、管電流とＸ線発生量とが比例するために、Ｘ線発生管１のＸ線発生量は、基準電圧で定められる固定の管電流値を目標に安定化される。
【００１７】
図１に示す本発明の第１の実施形態によるＸ線撮像装置によれば、前述したような取得信号の補正とＸ線発生量安定化ループとによって、取得信号内にＸ線発生量の揺らぎによる雑音を含まない低雑音なＸ線透過信号を得ることができる。
【００１８】
割算器１１の出力は、得られた（Ｎ−１）列の画像データを縦軸として、時間軸を横軸とした透視画像を生成するＣＰＵ１２によって２次元画像に変換される。２次元画像の縦軸方向の情報は、Ｎ−１個の連続したＡＤ変換器８の出力であり、横軸方向情報は、タイミング回路１０から発生されるベルトコンベアＡの移動量である。このＣＰＵ１２から出力される画像情報は、ビデオ回路１３によってアナログ規格のビデオ信号に変換され、画像を表示する端末としてのディスプレイ１４を駆動し、ベルトコンベア上を移動する荷物の画像として出力される。
【００１９】
図１に示して説明した本発明の第１の実施形態は、２本のベルトコンベアにより形成される隙間の下部にＸ線発生管１を配置し、上部の対向する位置にアレイ状に配置される複数のフォトダイオード５、Ｘ線感光板４を配置するとして説明したが、本発明は、Ｘ線発生管１とフォトダイオード５、Ｘ線感光板４との位置関係を逆にして配置するように構成することもできる。
【００２０】
図２は本発明の第２の実施形態によるＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。この本発明の第２の実施形態は、本発明をＸ線ＣＴ装置として構成した例である。図２において、２１はガントリー、２２はガントリー駆動モータ、２３はロータリーエンコーダであり、他の符号は図１の場合と同一である。
【００２１】
図２に示す本発明の第２の実施形態によるＸ線撮像装置における図１に示す本発明の第１の実施形態との相違は、Ｘ線発生管１がガントリー２１の内部に固定されて配置され、Ｘ線発生管１に対向するガントリー２１の内部にＸ線感光板４とＮ個の直線状に配置されたフォトダイオード５が固定されて配置され、さらに、前述のＸ線発生機構（Ｘ線発生管１）とＸ線検出機構（Ｘ線感光板４及びフォトダイオード５）とが対向する位置に固定されたガントリー２１を回転駆動するモーター駆動部２０によって駆動されるガントリー駆動モーター２２と、ガントリー２１回転量を検出し、ガントリー２１の回転量をパルス信号に変換し、タイミング回路１０にトリガー信号としてパルスを伝達するするロータリーエンコーダー２３が設けられている点である。そして、被写体となる荷物等は、ガントリーの２１の中央部のＸ線発生管１とＸ線感光板４との間に設置される。
【００２２】
前述した本発明の第２の実施形態において、Ｘ線発生管１は、ガントリー２１を所定の角度ずつ順次回転させ、そのときに、その角度毎にガントリー２１中央部に位置する荷物にＸ線照射を行う。その後のＸ線の検出と処理とは、前述で説明した本発明の第１の実施形態の場合と同様に行われる。
【００２３】
すなわち、荷物を通過したＸ線は、Ｘ線感光板４に衝突して可視光線にエネルギー変換される。可視光線に変換されたＸ線透過成分は、Ｘ線感光板４に沿って直線状に配置されたＮ個のフォトダイオード５によって電流に変換される。この電流による電荷は、タイミング回路１０が定める蓄積時間の間だけ各フォトダイオード５に対応するＮ個の積分器６によって蓄積され、蓄積完了時刻に各積分器６に対応するサンプルホールド回路７によって保持される。各サンプルホールド回路７の出力は、各サンプルホールド回路７に対応するＮ個のＡＤコンバータ８によってＡＤ変換され、Ｎ個のＡＤコンバータ８の出力は、セレクター９によって時系列的に順番に選択され、１画素のディジタルビデオ信号として出力される。フォトダイオード５、積分器６、サンプルホールド回路７、ＡＤコンバータ８の各１つにより構成されるＮ個のＸ線検出装置のうち、最端に位置するＮ番目のフォトダイオード５、Ｎ番目の積分器６、Ｎ番目のＡＤコンバータ８によって出力されるディジタルビデオ信号は、セレクター９によって画像信号として選択されない。この信号は、荷物を通過せずに直接Ｘ線発生管１からＸ線感光板４に到達したＸ線量であり、この信号の強度Ｓ0 は、Ｘ線発生管１から発生されるＸ線量に比例している。
【００２４】
前述において、セレクター９により順に選択されて出力されるビデオ信号Ｓ1 〜ＳN-1 には、Ｘ線発生管１のＸ線発生量の揺らぎの成分による濃度のむら等が残留している。本発明の実施形態は、これを除去するため、割算器１１によってセレクター９から出力されるビデオ信号Ｓ1 〜ＳN-1 のそれぞれを、荷物を通過せずに検出された信号Ｓ0 で割る割算器１１が設けられており、Ｓ1 ／Ｓ0 〜ＳN-1 ／Ｓ0 を演算することにより、Ｘ線の揺らぎ成分を画像信号から相殺するようにしている。
【００２５】
また、Ｘ線発生管１のフィラメント点火用電源３には、Ｎ番目のサンプルホールド回路７の出力が符号反転されて入力されると共に、基準電圧源５からの基準電圧も入力される。フィラメント点火電源３は、基準電圧−Ｎ番目のサンプルホールド電圧として算出した差分電圧と比例させたフィラメント電流を発生させて、Ｘ線発生管１のフィラメントの電流を制御する。フィラメント電流は、Ｘ線発生管１の管電流と比例し、管電流とＸ線発生量とが比例するために、Ｘ線発生管１のＸ線発生量は、基準電圧で定められる固定の管電流値を目標に安定化される。
【００２６】
図２に示す本発明の第２の実施形態によるＸ線撮像装置によれば、前述したような取得信号の補正とＸ線発生量安定化ループとによって、第１の実施形態の場合と同様に、取得信号内にＸ線発生量の揺らぎによる雑音を含まない低雑音なＸ線透過信号を得ることができる。
【００２７】
割算器１１から出力される各ガントリー角度で得られた透視画像は、ＣＴ画像の演算を行うＣＰＵ１２によって再構成され、断面画像が演算される。ＣＰＵ１２により演算された断面画像は、ビデオ回路１３によってアナログ信号に変換されてディスプレイ１４に表示される。
【００２８】
前述で説明した本発明の第１の実施形態と本発明の第２の実施形態とは、それぞれ、本発明をＸ線透視装置、Ｘ線ＣＴ装置に適用したとして説明したが、本発明は、第１、第２の実施形態を組み合わせて、１つの装置で透視画像と断面画像とを得ることが可能に構成することができる。この場合、図２に示す本発明の第２の実施形態におけるガントリー２１の内部に図１に示したベルトコンベアを配置して構成すればよい。そして、Ｘ線透視装置として使用する場合、ベルトコンベア上に載置した荷物を移動させながら撮影をすればよく、また、Ｘ線ＣＴ装置として使用する場合、ベルトコンベア上に載置した荷物の撮影位置が２つのベルトコンベアにより形成される隙間になるように荷物の位置を設定して、ガントリーを回転させて撮影を行えばよい。このように使用することにより、例えば、Ｘ線透視装置として使用して透視画像を得た結果、より詳細な断面画像を得たい場合に、ベルトコンベアによる荷物の搬送を停止して、直ちにＸ線ＣＴ装置としての運用を行うことができる。
【００２９】
図３は前述した本発明の第１及び第２の実施形態におけるフォトダイオード、積分器、サンプルホールド回路、ＡＤ変換器、セレクタでの動作タイミングについて説明する図である。
【００３０】
図３に示すように、Ｘ線発生量は、時間軸に沿って如く揺らいでおり、これに比例してフォトダイオード５の出力も揺らいでいる。１番目〜Ｎ番目のフォトダイオード５の出力は、それぞれに対応した積分器６によって同時に積分され、同時刻において、それぞれに対応したサンプルホールド回路７によって標本化される。このサンプルホールド回路７の出力１〜（Ｎ−１）は、時系列的にＡＤコンバータ８によってＡＤ変換され、セレクター９によって一列のシリアルデータＤＡＴＡ11〜ＤＡＴＡN-1 1 に変換され出力されている。前述で説明したようなタイミング制御を行ってデータを取得することにより、ラインセンサ方式のＸ線撮像装置により得られる画像における時刻方向の画像の明度のムラを排除することができる。
【００３１】
図４はガントリーと検査すべき荷物、Ｘ線発生管、Ｘ線検出機構（Ｘ線感光板４及びフォトダイオード５）との位置関係について説明する斜視図、図５はガントリーの正面図である。
【００３２】
図４に示すように、ガントリー２１には、Ｘ線発生管１とＸ線感光板４及びフォトダイオード５により構成されるＸ線検出ラインセンサーとしてＸ線検出機構２４が１８０度の角度で対向した状態で取り付けられている。Ｘ線検出機構２４は、１枚のＸ線感光板４とＮ個のフォトダイオード５の組合せより構成される。ガントリー２１は、環状に形成されており、この輪の中を手荷物などの被検査物としての荷物が通過する。ガントリー２１は、３６０度内外で回転可能とされており、ガントリー２１の回転に伴ってＸ線発生管１とＸ線検出機構２４との対が角度関係を変えることなく連動して回転し、ＣＴ画像の情報を取得することができる。また、ガントリー２１を回転させずに荷物をベルトコンベアＡ１６、ベルトコンベアＢ１７でＸ線検出機構２４の位置を通過させながら撮像を行うことにより透視画像の取得をも行うことができる。
【００３３】
図５に示すように、Ｘ線検出機構２４は、Ｘ線感光板４とフォトダイオード５のラインアレイで構成され、Ｘ線発生管１からのＸ線の照射角θ１は、最大寸法の荷物へのＸ線照射角θ２よりも大きく設定され、被検査物でＸ線を遮られること無くＸ線発生源を直接見るフォトダイオード５が存在する。図５に示す例では１、２、Ｎ−１、Ｎ番のフォトダイオード５が定常的にＸ線の直接光を受光するものとして示している。
【００３４】
なお、図４、図５に示す例において、Ｘ線検出機構２４は、複数のフォトダイオード５によるアレイのフォトダイオード受光面にＸ線感光板４を貼り合わせて、一列に受光用フォトダイオードが並べられたラインセンサーとして構成されたものでよい。また、このＸ線検出機構２４は、ガントリー２１の曲面に沿った形状に示されているが、完全な直線状として構成することも可能である。
【００３５】
図６はフォトダイオード５の信号を使用してＸ線発生管１からのＸ線量を安定化させる制御回路の構成を示すブロック図であり、次に、これについて説明する。図６において、２５、２６は基準電圧源、２７は積分容量、２８はＦＥＴスイッチ、２９は差動増幅器、３０はループフィルタ、３１はターゲット、３２はフィラメント、３３はＭＯＳ−ＦＥＴであり、他の符号は図１、図２の場合と同一である。なお、図６に示しているフォトダイオード５は、検査物を透過しないで直接Ｘ線感光板４に届いたＸ線量を検出するフォトダイオードである。
【００３６】
図６において、高圧発生器２によってバイアス電圧の掛けられたＸ線発生管１は、Ｘ線発生管内において熱電子を発生させるためのヒーターであってカソード電極の役割を兼ねる電熱線であるフィラメント３２に電流を流すことにより管電流を流し、管電流がＸ線発生管内部において熱電子より整形される電子ビームを加速させるアノードの役割と電子ビーム衝突面でＸ線発生をさせる役割を持った電極であるターゲット３１に衝突することによりＸ線を発生させる。すでに説明したように、Ｘ線発生量は、管電流と比例し、管電流はフィラメント電流で決定されるので、本発明の実施形態では、フィラメント電流を制御することによりＸ線発生量の安定化を図るようにしている。
【００３７】
Ｘ線発生管１から発生したＸ線は、検査物に衝突することなく直接Ｘ線感光板４に届き、ここで可視光線にエネルギー変換される。フォトダイオード５は、フォトダイオードのバイアス電圧を決定する電圧源であるフォトダイオード基準電圧源２５に接続されており、可視光線受光量に比例して電流を流す電流源として作用し、フォトダイオード５からの電流は、後段の積分器６によって所定時間積分される。積分器６の正入力には、フォトダイオードのカソード電位を決める電圧源である積分器基準電圧源２６が接続され、負入力には、フォトダイオード５のカソードが接続されている。この結果、フォトダイオード５のバイアス電圧は、積分器基準電圧源２６とフォトダイオード基準電圧源２５との差となる。積分器６の信号端と負入力との間には、積分器の帰還経路に挿入される帰還容量としての積分容量２７及び積分容量２７の電荷蓄積、放電を行うためのＦＥＴスイッチ２８が接続されている。そして、積分容量２７は、ＦＥＴスイッチ２８がＯＦＦの時間帯に電荷を蓄え続け、ＦＥＴスイッチ２８がＯＮとなったときに放電を行う。積分容量２７が放電を終了した場合、積分器６の出力は０Ｖとなる。積分容量２７の蓄積時間と放電時間との調整は、タイミング回路１０がＦＥＴスイッチ２８のゲート電圧によって行う。
【００３８】
積分器６の出力には、サンプルホールド回路７が接続されており、積分器６の出力するノコギリ波の決められた時刻の電圧を保持する。差動増幅器２９は、前述のサンプルホールド回路７の出力と管電流基準電圧源１５の出力とを比較し、差分電圧を増幅して出力する。作動増幅器２９の出力は、Ｘ線量制御ループの応答波形を整形し、応答特性を定めるループフィルター３０に入力される。ループフィルター３０の出力は、フィラメント点火電源３からのフィラメント電流を制御する電力用のＭＯＳ−ＦＥＴ３３のゲートを制御する。このフィラメント電流を含めた制御ループは、管電流基準電圧源１５の電圧と積分器６の出力電圧とが等しくなるように制御を行い、間接的にＸ線発生管１の発生するＸ線量を安定化する。
【００３９】
本発明の第１及び第２の実施形態によるＸ線撮像装置は、前述で説明したようなＸ線発生管１のフィラメント電流の制御を行うことにより、Ｘ線発生管１が発生するＸ線量の安定化を図ることができ、また、フォトダイオードの感度の経年変化を補正することもできる。
【００４０】
しかし、前述したようなＸ線発生管の制御動作ではフィラメント電流の変化に対し管電流の応答が追従できない場合がある。例えば、高圧発生器２が数十ｋＨｚのスイッチング周波数を持つＰＷＭ制御の電源で構成され、Ｘ線発生管１の管電圧が数十ｋＨｚのスイッチング周波数で昇圧されて生成されている場合、このスイッチング周波数成分が残留した平滑電圧が管電圧となってＸ線発生管１がＸ線照射を行うためにＸ線量にはスイッチング周波数の雑音が残留してしまうことになる。このようなことを防止するため、本発明の実施形態では、前述したような管電流制御動作と併用して、検査対象物が影とならない位置に有るフォトダイオード５の検出するＸ線量Ｉｏと、内部基準値Ｉｒとを比較して、この基準値ＩｒとＩｏｓの比であるＩｒ／Ｉｏの値を、撮像を行うフォトダイオード５が出力するＸ線量Ｉに対して掛けた値である
Ｉｃ＝Ｉ×Ｉｒ／Ｉｏ
を画像データ補正値として用いるようにしている。これにより、見かけのＸ線量を安定化させて、雑音のないＸ線画像を得ることができる。
【００４１】
図７は取得された画像情報に対してソフトウエア的に補正を行うと共に、装置の異常を検出した報告する処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。なお、この処理は、図２に示すＣＰＵ１２で行われる処理である。
【００４２】
（１）Ｎ番目のフォトダイオード５のＸ線検出器により測定されたＸ線量測定値（Ｎ番目のＡＤ変換器８から出力される値）３５と、内部的に持った固定値である基準値３６とにより補正係数の演算を行う。ここでの演算は、
補正係数Ｋ＝線量測定値３５／基準値３６
として行われる（ステップ３７）。
【００４３】
（２）割算器１１から出力される１番目からＮ−１番目までのフォトダイオード５のそれぞれから得られた取得画像（画素）の数値に対して、ステップ３７の演算で得られた補正係数Ｋを乗じる画像補正演算を行う。ここでの演算は、
補正画像数値＝Ｋ×取得画像の数値
として行われ、この値が補正後の画像数値として画像表示のための信号として用いられる（ステップ３８）。
【００４４】
（３）一方、ステップ３７の演算で得られた補正係数Ｋ自体について、その大きさにより、装置に異常があるか否かを判定する係数判定が行われる。この判定は、予め定められている補正係数Ｋの最大値側の尖値ＫU と最小値側の尖値ＫL との間にＫがあるか否かを判定し、Ｋの値がこの範囲内にあれば正常であるとみなし、Ｋがこの範囲外にあれば異常とみなして、画素の異常またはＸ線発生器の異常として警報を発する（ステップ４１）。
【００４５】
（３）また、ステップ３７の演算で得られた係数Ｋは、レジスタに保持され、１回だけ遅延させて係数比較のための処理に出力するレジスタに保持されると共に、レジスタに保持されていた１つ前の画素に対する係数値との間で比較処理が行われる。この比較処理は、現時点での補正係数ＫN と１つ過去の補正係数ＫN-1 とにより、ＫN ／ＫN-1 の比を生成する処理である（ステップ３９、４０）。
【００４６】
（４）その後、ステップ４０の処理で生成した補正係数ＫN と１つ過去の補正係数ＫN-1 との比ＫN ／ＫN-1 が、予め定めた最大値側の尖値βU と最小値側の尖値βL との間にあるか否かを判定し、値がこの範囲内にあれば正常であるとみなし、値がこの範囲外にあれば異常とみなして、画素の異常またはＸ線発生器の異常として警報を発する（ステップ４２）。
【００４７】
図８は図７により説明した画像補正を用いずに取得したＸ線透視画像の例を示す図、図９は図７により説明した画像補正を用いて取得したＸ線透視画像の例を示す図である。
【００４８】
図８に示すように、画像補正を用いない場合、時間軸方向の情報が反映される横軸方向にて、Ｘ線量の揺らぎが発生するために縞模様が観測されるのに対して、図９に本発明の画像補正を行った場合、図８の場合に観測された横軸方向の縞模様が観測されず、雑音のない画像が得られることが判る。
【００４９】
前述した本発明の実施形態は、本発明を旅客機搭乗者の手荷物検査用に用いて好適なものとして説明したが、本発明は、医療用のＸ線透視装置、ＣＴ装置等のＸ線撮像装置に対しても適用することができ、また、超音波による医療透視装置、ＣＴ装置、その他フラットスキャナ等の２次元画像を一次元センサで読み取る装置に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態によるＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるＸ線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図３】前述した本発明の第１及び第２の実施形態におけるフォトダイオード、積分器、サンプルホールド回路、ＡＤ変換器、セレクタでの動作タイミングについて説明する図である。
【図４】ガントリーと検査すべき荷物、Ｘ線発生管、Ｘ線検出機構（Ｘ線感光板４及びフォトダイオード５）との位置関係について説明する斜視図である。
【図５】ガントリーの正面図である。
【図６】フォトダイオード５の信号を使用してＸ線発生管１からのＸ線量を安定化させる制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】取得された画像情報に対してソフトウエア的に補正を行うと共に、装置の異常を検出した報告する処理動作を説明するフローチャートである。
【図８】図７により説明した画像補正を用いずに取得したＸ線透視画像の例を示す図である。
【図９】図７により説明した画像補正を用いて取得したＸ線透視画像の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  Ｘ線発生管
２  高圧発生器
３  フィラメント点火用電源
４  Ｘ線感光板
５  フォトダイオード
６  積分器
７  サンプルホールド回路（ＳＨ）
８  ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）
９  セレクタ（ＳＥＬ）
１０  タイミング回路
１１  割算器
１２  ＣＰＵ
１３  ビデオ回路
１４  ディスプレイ
１５  基準電圧源
１６、１７  コンベアＡ、Ｂ
１８  コンベア駆動モータ
１９、２３  ロータリーエンコーダ
２０  モータ駆動部
２１  ガントリー
２２  ガントリー駆動モータ
２５、２６  基準電圧源
２７  積分容量
２８  ＦＥＴスイッチ
２９  差動増幅器
３０  ループフィルタ
３１  ターゲット
３２  フィラメント
３３  ＭＯＳ−ＦＥＴ
【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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