(57)【要約】本発明の目的は、Ｘ線管を用いたＸ線ＣＴ装置で得られる画像の品質向上及び安定性を向上することにある。本発明では、Ｘ線ＣＴ装置の信号処理装置に、微小オフセット電圧調整回路を設ける。Ｘ線を撮像物に対して出射するＸ線管と、前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線センサと、前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、前記信号処理装置に、前記Ｘ線センサのバイアス電圧を小さくするオフセット電圧調整手段を設けたことを特徴とする。
2007077799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を撮像物に対して出射するＸ線管と、前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線センサと、前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記信号処理装置に、前記Ｘ線センサのバイアス電圧を小さくするオフセット電圧調整手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
連続的にＸ線を出射するＸ線管と、前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線センサと、前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理装置と、前記信号処理装置によって処理された前記Ｘ線センサの出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有するＸ線ＣＴ装置において、
前記信号処理装置に、その初段の電流積分回路により発生するオフセット電圧を相殺して前記Ｘ線センサにかかるバイアス電圧を小さくするオフセット電圧調整手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
連続的にＸ線を出射するＸ線管と、撮像物を透過したＸ線を検出する複数のシリコン半導体センサと、前記複数のシリコン半導体センサの出力信号を処理する信号処理装置と、前記信号処理装置によって処理された前記シリコン半導体センサの出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有するＸ線ＣＴ装置において、
前記信号処理装置に、その初段の電流積分回路により発生するオフセット電圧を相殺して前記シリコン半導体センサにかかるバイアス電圧を小さくするオフセット電圧調整手段を設け、調整された出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記オフセット電圧調整手段は、逆バイアス電圧をかけて調整するものであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記オフセット電圧調整手段は、固定抵抗と、前記固定抵抗より小さな抵抗値である可変抵抗とを有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
Ｘ線を撮像物に対して出射するＸ線管と、前記撮像物を透過したＸ線を検出する複数のＸ線センサと、前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理装置と、前記信号処理装置によって処理された前記Ｘ線センサの出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを備え、
前記信号処理装置に、電流積分回路のＯＰアンプのオフセット電圧のばらつきを抑制する手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
撮像物に対してＸ線が出射され、前記撮像物を透過したＸ線が複数のＸ線センサで検出され、前記複数のＸ線センサの出力信号を処理するＸ線ＣＴ装置の信号処理装置であって、
前記信号処理装置に、前記Ｘ線センサのバイアス電圧を小さくするオフセット電圧調整手段を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置の信号処理装置。
【請求項８】
Ｘ線管により撮像物に対してＸ線を出射し、前記撮像物を透過したＸ線を複数のＸ線センサで検出するＸ線ＣＴ装置の信号処理方法であって、
前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理工程を含み、
前記信号処理工程で、オフセット電圧調整手段により前記Ｘ線センサのバイアス電圧を小さくするよう電圧調整することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の信号処理方法。
【請求項９】
Ｘ線管により連続的にＸ線を出射し、撮像物を透過したＸ線を複数のＸ線センサで検出すると、前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理装置と、前記信号処理装置によって処理された前記Ｘ線センサの出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成するＣＴ制御装置とを有するＸ線ＣＴ装置の信号処理方法において、
前記複数のＸ線センサの出力信号を処理する信号処理工程を含み、
前記信号処理工程で、その初段の電流積分回路により発生するオフセット電圧を相殺して前記Ｘ線センサにかかるバイアス電圧を小さくするよう電圧調整することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の信号処理方法。
【請求項１０】
Ｘ線管により連続的にＸ線を出射し、撮像物を透過したＸ線を複数のシリコン半導体センサにより検出し、前記複数のシリコン半導体センサの出力信号を処理し、処理された前記シリコン半導体センサの出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成するＸ線ＣＴ装置の信号処理方法において、
前記複数のシリコン半導体センサの出力信号を処理する際に、その初段の電流積分回路により発生するオフセット電圧を相殺して前記シリコン半導体センサにかかるバイアス電圧を小さくするよう調整し、調整された出力信号に基づいて前記撮像物の断面の透視画像を再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置の信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置の信号処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体の内部形状を観察又は計測する産業用（工業用）Ｘ線ＣＴ装置は、自動車会社を中心に開発品の形状計測や、鋳造品の巣の分布計測などに活用される。非特許文献１には産業用４５０ｋｅＶＸ線ＣＴ装置が開示されている。【０００３】
【非特許文献１】H.Miyai他、High Energy X-Ray Computed Tomography Using     Silicon Semiconductor Detectors, 1996 IEEE Nuclear Science Symposium    Conference Record, Volume 2, 816-820 Anaheim, California (Nov.2-9 1996)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、更に、Ｘ線ＣＴ装置によって得られる断層画像の品質向上が望まれている。【０００５】
本発明の目的は、Ｘ線管を用いたＸ線ＣＴ装置で得られる画像の品質向上及び安定性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、Ｘ線ＣＴ装置の信号処理装置に、微小オフセット電圧調整回路を設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、Ｘ線管を用いたＸ線ＣＴ装置で得られる画像の品質向上及び安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
工業用Ｘ線ＣＴ装置について説明する。工業用Ｘ線ＣＴ装置は、医療用とは異なり、物体の内部形状を観察，計測するために、非常に有用な装置である。開発品の形状計測や、鋳造品の巣の分布計測などに利用される。工業用Ｘ線ＣＴ装置では、大型鋳造品などの断層像を撮影するためには、透過力の高い高エネルギーＸ線（約１ＭｅＶ以上）を発生する加速器をＸ線源に用い、短冊形のシリコン半導体センサがＸ線検出器に用いられる。このような工業用Ｘ線ＣＴ装置は、撮像物をＸ線ファンビームに垂直な軸周りに１回転させて断層像を撮影する、いわゆる第３世代方式のＣＴ装置である。その装置のＸ線のエネルギーは、加速器の性能により約１ＭｅＶから１２ＭｅＶのものがあげられる。加速器をＸ線源としたＣＴ装置は大型品の断層像を撮影できるため、自動車メーカ等に導入されているが、大型のため装置コストも高い。【０００９】
一方、Ｘ線源として、Ｘ線管を用いた低エネルギー(１ＭｅＶ未満)の工業用ＣＴ装置は、Ｘ線の最大エネルギーは４５０ｋｅＶであり、検出センサとしてはシンチレータとフォトダイオードを組み合わせたアレイセンサや、２次元センサを使用する。ここで、４５０ｋｅＶのＸ線を使用する場合には１ＭｅＶ以上の高エネルギーＸ線と同様、撮影物にＸ線があたって散乱するＸ線（散乱Ｘ線）の影響により、ＣＴ断層像の画質が悪化するという課題がある。【００１０】
このために、高エネルギーＸ線ＣＴ装置で用いている構成（短冊形シリコン半導体センサ＋コリメータ）を用いて、高画質の４５０ｋｅＶＣＴ装置を製作することが考えられている。【００１１】
図８は、工業用４５０ｋｅＶＸ線ＣＴ装置の基本構成を示す。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線ファンビーム２を出力するＸ線管１と、被検体１４を設置するスキャナ３，被検体１４を透過してきたＸ線を検出するＸ線センサ４−１から４−５１２と、Ｘ線センサ４のＳ／Ｎ比を向上させるためＸ線センサ４への散乱Ｘ線の入射を抑える役割をするコリメータ５，センサの出力信号を増幅し、デジタル信号に変換する信号処理装置１０、および信号処理装置からのデジタルデータを収集すると共に装置全体を制御する制御装置６，画像の再構成を行う画像再構成装置７，画像再構成により作成された画像やその他の情報を表示する表示装置８，制御装置６からの制御指令によりＸ線管１，スキャナ３、及び信号処理装置１０の動作を制御するコントローラ９を備えている。図８のＸ線ＣＴ装置は、被検体を回転させて１断面を撮影する第３世代のＸ線ＣＴ装置を示しており、スキャナ３は回転機能のほかに、被検体の各高さの断面撮影を行うために上下に動作する機能を持つ。【００１２】
Ｘ線管１は、制御用ケーブル１６によりコントローラ９に接続され、コントローラ９によりＸ線ファンビームの発生・停止が制御される。スキャナ３も同様に制御ケーブル１５でコントローラ９に接続され、スキャナの回転及び上下位置の調整が行われる。【００１３】
Ｘ線センサ４はファンビーム２の発生点を見込むように一列に配置され、センサ数が多いほど撮影解像度が向上するが、本例では５１２個が設置されている。Ｘ線センサの出力は、Ｘ線管１から出力され被検体を透過してきたＸ線を検出する。Ｘ線管は加速器と異なり、連続的にＸ線が出力される直流Ｘ線源のため、センサの出力も連続的に出力される電流となる。【００１４】
Ｘ線センサ４から出力されたＸ線量に対応する信号は、増幅されデジタル信号に変換された後、信号ケーブル１７を通して制御装置６を経由して画像再構成装置７に送られ、ＣＴ画像の再構成に用いられる。【００１５】
本実施例では、被検体の１回転を１９２０回に分割し、データを測定する。すなわち、０.１８７５ 度周期でセンサ出力電流を積分し測定する。５１２個のセンサがあるため、１断層を再構成するためのデータは５１２×１９２０個のデータ量になる。【００１６】
図９は、シリコン半導体センサの構造を示す図である。ｐｎ接合のダイオード構造を持つシリコン半導体２００の上下に電極２０１と２０２が作製され、それが絶縁基板２０３に貼り付けられている。下面の電極２０２を端子２０８に、上面の電極２０１は配線206を介して端子２０７に引き出してある。これらはヘビイメタル基板２０４に貼り付けられてシリコン半導体センサを構成する。Ｘ線は本図に示す左方向から入射し、シリコン中でＸ線エネルギーに応じた電子・正孔対を発生させ、外部回路に電流が流れる。【００１７】
図１０は、信号処理装置１０の構成を示す。信号処理装置１０は電流積分回路２１，マルチプレクサ３８，ＡＤ変換回路３９，制御回路４１からなる。シリコン半導体のＸ線センサ４の両端子は電流積分回路２１に接続される。電流積分回路２１の出力はマルチプレクサ３８で選択され、ＡＤ変換回路３９でデジタル変換され、該デジタルデータはバス４０を介して制御回路４１に送られ、信号ケーブル１７を介して制御装置６に送られる。ここで、電流積分回路２１の内部の主要構成も本図に示してある。電流積分回路２１はＯＰアンプ３６，コンデンサ３３，スイッチ３２，３４で構成され、２つのスイッチはそれぞれ制御端子２４と２５の入力で制御される。なお、電源端子などは省略してある。シリコン半導体センサの出力は電流積分回路２１の入力端子２２に、もう一方の端子は電流積分回路２１のグランド端子２３に接続される。すなわちシリコン半導体センサはＯＰアンプの−と＋の端子間に接続されるので、ゼロバイアスで使用される。ちなみに、本例では入力端子２２にシリコン半導体センサのアノードが、入力のグランド端子２３にカソードが接続され、Ｘ線により発生した電流は入力端子２２に流入する方向である。【００１８】
次に、電流積分回路２１の動作を以下に説明する。電流積分回路２１はシリコン半導体のＸ線センサ４の出力電流を積分し、ホールドする回路である。スイッチ３２を閉にし、スイッチ３４を開にすると、シリコン半導体のＸ線センサ４の出力電流はコンデンサ３３に流れ込み電荷として蓄積され、ＯＰアンプ３６の出力は０Ｖから−方向に増加する。スイッチ３２を開とすると、センサからの電流は入ってこなくなり、出力電圧は保持される。出力電圧を保持している間にＡＤ変換が行われ、ＡＤ変換が終了するとスイッチ３４を閉にし、コンデンサ３３に蓄積された電荷を放電することにより、ＯＰアンプ３６の出力を０Ｖにリセットする。なお、上記動作において制御端子２４，２５は制御回路４１から制御されるが、その信号線は図上では省略してある。【００１９】
ＣＴ装置では、断層像を再構成するための計測データとして、Ｘ線の減衰率を使用する。すなわち、撮影物がないときのセンサの出力をＩ０、撮影物を透過して減衰した時のセンサ出力をＩとすると、ｌｎ（Ｉ０／Ｉ）である。ただし、Ｘ線がセンサに入射しない場合にも、シリコン半導体センサのリーク電流やアンプのオフセットなどの影響により、測定系の出力はどのチャンネルでも常に０というわけではない。このため、Ｘ線無入力時の測定値（ベースライン電圧Ｉｂ）をあらかじめ測定しておき、実際の測定時には減衰率を
ｌｎ（（Ｉ０−Ｉｂ）／（Ｉ−Ｉｂ））として計算する。本例でも、あらかじめ各チャンネルのベースラインを測定し、断層像測定で減衰率を求めるのに使用する。【００２０】
図１１にベースライン電圧の測定結果の一例を示す。縦軸は測定したベースライン電圧、横軸は室温であり、各データ曲線は複数のチャンネルの実測値を示す。測定条件は上記の電流積分回路２１内のコンデンサ３３が１０ｐＦ、積分時間が３ｍｓである。実際にベースライン電圧を測定してみると、図１１に示すように、チャンネルによりベースライン電圧は正負いずれの場合も存在し、絶対値が大きなチャンネルほど温度による変化が大きいということがわかる。さらに、ベースライン電圧が正のチャンネルは温度が上昇すると正方向に変化し、逆に負のチャンネルは負方向に変化する。測定結果をシリコン半導体センサのリーク電流に換算すると、±３００ｐＡの範囲でばらつく。【００２１】
このような各チャンネルのベースライン電圧の変化は、断層像撮影時にはＸ線がセンサに入射しているため測定できない。したがって、長時間連続測定時には、室温の変化により変化したベースライン電圧を正しく補正できず、鮮明な断層像を得られないことになる。その結果、画像の劣化現象として、断層像にリング状のアーチファクトが発生する。実際、室温が０.１度 変化するとリーク電流の大きなセンサでは１０ｐＡもリーク電流が変化し、アーチファクトが発生する。室温を制御するにしても、０.１度 の精度の制御は困難であり、シリコン半導体センサを、Ｘ線管を用いたＣＴ装置に適用する際、アーチファクト発生の抑制が望まれる。【００２２】
本発明の実施形態では、シリコン半導体センサの温度変化による測定系のベースライン電圧の変化を低減し、長時間撮影時にも再構成画像の品質が劣化しない工業用Ｘ線ＣＴ装置を提供するという目的を、チャンネルあたり数点の電子部品を付加するだけで低コストに実現した。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明をより具体的に一実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示す図である。このＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線ファンビーム１０２を出力するＸ線発生装置すなわちＸ線管１０１と、撮像物である被検体１１４を設置するスキャナ１０３，被検体１１４を透過してきたＸ線を検出するＸ線センサ１０４−１から１０４−５１２と、Ｘ線センサ４のＳ／Ｎ比を向上させるためＸ線センサ１０４への散乱Ｘ線の入射を抑える役割をするコリメータ１０５、センサの出力信号を増幅し、デジタル信号に変換する信号処理装置１１０、および信号処理装置からのデジタルデータを収集すると共に装置全体を制御する制御装置１０６，画像の再構成を行う画像再構成装置１０７，画像再構成により作成された画像やその他の情報を表示する表示装置１０８，制御装置１０６からの制御指令によりＸ線管１０１，スキャナ１０３、及び信号処理装置１１０の動作を制御するコントローラ１０９からなる。【００２４】
図８によりＸ線ＣＴ装置の全体動作については前述したが、本実施例ではシリコン半導体のＸ線センサ１０４−１〜５１２の出力を測定する信号処理装置１１０に微小オフセット電圧調整回路を用いている。【００２５】
以下、図２以降を用いて詳細に説明する。図２は本実施例に使用している信号処理装置１１０の構成図である。信号処理装置１１０は電流積分回路１２１−１〜５１２，微小オフセット電圧調整回路１５１−１〜５１２，マルチプレクサ１３８，ＡＤ変換回路１３９，制御回路１４１からなる。シリコン半導体のＸ線センサ１０４の一方の端子は電流積分回路１２１の電流入力端子１２２に接続され、他方の端子は微小オフセット電圧調整回路１５１に接続される。電流積分回路１２１の出力はマルチプレクサ１３８で選択され、ＡＤ変換回路１３９でデジタル変換され、該デジタルデータはバス１４０を介して制御回路１４１に送られ、信号ケーブル１１７を介して制御装置１０６に送られる。【００２６】
電流積分回路１２１の内部の主要構成も本図に示してある。電流積分回路１２１はＯＰアンプ１３６，コンデンサ１３３，スイッチ１３２，１３４で構成され、２つのスイッチはそれぞれ制御端子１２４と１２５の入力で制御回路１４１から制御される。なお、電源端子などは省略してある。シリコン半導体センサの出力は電流積分回路１２１の入力端子１２２に、もう一方の端子は微小オフセット電圧調整回路１５１に接続される。すなわちシリコン半導体センサはＯＰアンプの−と微小オフセット電圧調整回路１５１の端子間に接続されるので、ゼロバイアスで使用される。本実施例でも入力端子１２２にシリコン半導体センサのアノードが、入力端子１２３にカソードが接続され、Ｘ線により発生した電流は入力端子１２２に流入する方向である。【００２７】
また、微小オフセット電圧調整回路１５１は固定抵抗１５２と１５４，可変抵抗器153からなり、各固定抵抗の片端には標準電圧発生器１５６から正の電圧(２.５Ｖ) 、標準電圧発生器１５７から負の電圧(−２.５Ｖ) が供給されている。標準電圧発生器１５６，１５７はすべての微小オフセット電圧調整回路１５１−１〜５１２で共通に使用される。【００２８】
シリコン半導体センサはダイオード構造であるので、両端に電圧をかけると順方向バイアスでは大きな電流が流れ、逆方向バイアスではほぼ一定の逆方向電流が流れる。したがって、Ｘ線入力による直流電流を測定するためには、シリコン半導体センサのリーク電流は小さいほど望ましく、従来例でも０Ｖバイアスを採用している。【００２９】
しかしながら、実測では、かなり大きな電流が流れていることが判明した。その原因を検討すると、電流積分回路１２１の内部のＯＰアンプ１３６の入力オフセット電圧のばらつきに起因することがわかった。すなわち、ＯＰアンプは理想的には−入力と＋入力の間はイマジナリショート状態となり、両入力の間に電圧は生じない。しかし、ＯＰアンプ内部のトランジスタや抵抗の特性ばらつきのため、わずかにバランスが崩れて、微小な入力オフセット電圧を生じる。【００３０】
図３にＯＰアンプの入力オフセット電圧のばらつきの一例を示している。本図の例では平均はほぼ０Ｖであるが、最小−０.５ｍＶから最大＋０.５ｍＶまで分布している。このμＶ〜ｍＶオーダーの微小電圧がシリコン半導体センサに印加されリーク電流が流れてしまう。【００３１】
本実施例ではこの点に着目し、微小オフセット電圧調整回路１５１を設けた。微小オフセット電圧調整回路１５１の固定抵抗１５２と１５４は、各５１ｋΩ、可変抵抗器１５３は１００Ω２５回転である。大きな抵抗値である固定抵抗と小さな抵抗値である可変抵抗で構成している。それらは、１０3 程度（１０2〜１０4）のオーダーの違いがある。この場合、標準電圧発生器１５６と１５７から＋２.５Ｖ，−２.５Ｖが供給されているので、可変抵抗器１５３の両端の電圧差は４.９ｍＶ となり、電圧可変範囲は−２.４５ｍＶ から＋２.４５ｍＶ となる。シリコン半導体センサの一端にはグランド電位の代わりに、微小オフセット電圧調整回路１５１の出力電圧が印加されることになり、シリコン半導体のＸ線センサ１０４にかかるバイアスを上記のμＶ〜ｍＶオーダーの範囲で調整可能になる。【００３２】
図４に微小オフセット電圧調整回路を使用して、シリコン半導体センサにかかるバイアス電圧を調整し、シリコン半導体センサの電流−電圧特性を測定した結果を示す。バイアス電圧の調整はシリコン半導体センサの代わりに電圧計を接続して実施する。本図に示すように、微小オフセット電圧調整回路を用いれば容易にシリコン半導体センサにかかる微小バイアスを０Ｖに調整でき、リーク電流を極小に設定することが可能である。【００３３】
微小バイアスは理想的には０μＶに調節するのがよいが、実機としては可変抵抗の調節感度などに影響され、完全に０μＶにするのは難しい。実機としては０から−１０μＶ程度に調節することでよい。±５μＶではなく−１０μＶ〜０μＶに調整するのは以下の理由による。±５μＶに調整すると、０Ｖを境にシリコン半導体センサは順バイアスと逆バイアスに分かれる。温度が上昇した場合のリーク電流の増加方向も逆になり相対的に各チャンネル間の差が増加する（図１１参照）。したがって、微小バイアスはすべてのチャンネルで逆バイアスになるように−１０μＶ〜０μＶに調整している。【００３４】
各電流積分回路（の内部のＯＰアンプ）のオフセット電圧を相殺し、各チャンネルにかかるバイアスを０Ｖに調整することにより、本実施例ではシリコン半導体センサのリーク電流を数ｐＡの範囲に抑え、その温度変化を３ｐＡ／度に低減できる（従来は１００ｐＡ／度＝１０ｐＡ／０.１度）。この結果、室温の制御も±０.５度の制御でリングアーチファクトの発生を防ぐことができ、シリコン半導体センサを用いたＸ線管式産業用ＣＴ装置の長時間安定性を確保できる。【００３５】
無論、微小オフセット電圧調整回路の構成は、本実施例に限定されず、同様の機能を有する回路であればよい。【００３６】
本実施例では、工業用Ｘ線ＣＴ装置によって得られる断層画像は鮮明であり、品質向上が図れる。そして、Ｘ線ＣＴ装置の信号処理装置に、各チャンネルの電流積分回路ごとにシリコン半導体センサにかかる実バイアスを０にする微小オフセット電圧調整回路を設けているので、測定系のベースライン電圧の変化を低減でき、シリコン半導体センサを用いたＸ線管方式ＣＴ装置の長期安定性を向上させることができる。
【実施例２】
【００３７】
図５は他の実施例を示す信号処理装置の構成図である。この信号処理装置１１０Ａは、実施例１における信号処理装置１１０の可変抵抗器１５３の代わりにデジタル可変抵抗器１６０を用いており、その抵抗値をメモリ１４２に格納したメモリテーブルのデータを基に制御回路１４１が制御する。また、本実施例では電流積分回路１２１とマルチプレクサ１３８の間にサンプルホールドアンプ１６１を挿入してある。サンプルホールドアンプ１６１は電流積分回路１２１の出力をバッファすることにより、ＡＤ変換中も電流積分回路１２１がシリコン半導体のＸ線センサ１０４の出力電流を連続して積分できるようにしたものである。【００３８】
デジタル可変抵抗器は０から２５５までの値を入力することにより、抵抗の分割比を変化させる。したがって、あらかじめメモリ１４２にあるメモリテーブルのデータを用いて制御回路１４１が各チャンネルに供給する微小オフセット電圧を制御することができる。図６はメモリテーブルの内容を示す。各チャンネルのアドレスに対応する制御データと初期のベースライン電圧のデータが格納されている。制御データは０の場合には−２.４５ｍＶ、１２７で０ｍＶ、２５５で＋２.４５ｍＶ となる。初期ベースライン電圧はμＶ単位で格納されている。【００３９】
本実施例２では、長期間Ｘ線ＣＴ装置を使用した場合に予想されるＯＰアンプの経年変化による入力オフセットの補正についても、自動で調整することができる。すなわち、図７に示すように、まず、制御回路１４１はメモリテーブル１４２の内容に従いデジタル可変抵抗器１６０−１〜５１２にデータを入力し、微小オフセット調整を行う（Ｌ１）。次にＸ線を出力せずに、各チャンネルの出力を測定する（Ｌ２）。全チャンネルの測定値（出力）が初期ベースライン電圧値と等しければ（Ｌ３）そのまま測定を開始する(Ｌ５)。等しくないチャンネルがあれば、対応するデジタル可変抵抗器の制御データを＋１または−１する（Ｌ４）。プラスかマイナスかは出力の変化方向により決定される。そして再度Ｌ１からの動作を繰り返し、最終的に全チャンネルの測定値が登録された初期ベースラインとなるまで繰り返して、調整する。調整終了後にはメモリテーブルには調整済みの制御データが格納されている。以上のプロセスの後、ＣＴ測定を開始する。【００４０】
以上述べたように、本実施例２によれば、第１の実施例の効果のほか、ＯＰアンプに経時変化が発生しても自動的に各チャンネルのオフセットを調整できる効果がある。そして、シリコン半導体センサを、連続出力Ｘ線源であるＸ線管を用いるＸ線ＣＴ装置に使用でき、Ｘ線の散乱線による画質劣化の少ないＸ線ＣＴを構成できる。
【実施例３】
【００４１】
また、実施例２のデジタル可変抵抗器１６０，標準電圧発生器１５６，１５７、および固定抵抗１５２，１５４の代わりにＤＡＣ（デジタル・アナログ変換機）を用いることもよい。デジタル可変抵抗器と同様にデジタル値を入力することにより、ＤＡＣはその出力電圧を調節することができる。出力電圧が大きすぎる場合には、ＤＡＣの出力電圧をさらに抵抗分割し出力することにより、任意の可変電圧範囲を得ることができる。【００４２】
図１２は、３２ｃｈＤＡＣを用いた実施例３の信号処理装置１１０Ｂを示す。信号処理装置１１０Ｂは、実施例２における信号処理装置１１０Ａのデジタル可変抵抗器１６０，標準電圧発生器１５６，１５７、および固定抵抗１５２，１５４をＤＡＣ１７０−１から１７０−１６に置き換えた構成を有する。３２ｃｈＤＡＣ１７０−１から１７０−１６はそれぞれ、３２チャンネルのオフセット調整を受け持つ。１ｃｈ目の電流積分回路１２１−１のオフセット電圧調整はＤＡＣ１７０−１の出力１７１−１により調整される。通常のＤＡＣの出力電圧範囲は−１Ｖから＋１Ｖや−２．５Ｖから＋２．５Ｖであり、電流積分回路１２１のオフセット電圧（図３参照）と比較すると大きい。このため、抵抗１７２−１と抵抗１７３−１でＤＡＣ１７０−１の出力を抵抗分割してシリコン半導体センサ１０４−１に出力するようにしてある。【００４３】
本実施例３においても、実施例１で生じる効果のほか、実施例２と同様の自動調整効果を得ることができる。ＤＡＣは１６や３２ｃｈを１つのＩＣ化したものもあり、それを用いることにより部品点数を軽減できる効果もある。そして、シリコン半導体センサを連続出力Ｘ線源であるＸ線ＣＴ装置に使用でき、Ｘ線の散乱線による画質劣化の少ないＸ線ＣＴを構成できる。さらに、実施例２及び３によれば、電流積分回路の経年変化によるオフセット電圧の変化を短時間で人手を必要とせず調整できるので、ＣＴ装置の保守点検作業が非常に容易になる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、物体の内部形状を観察又は計測する産業用（工業用）Ｘ線ＣＴ装置は、自動車会社を中心に開発品の形状計測や、鋳造品の巣の分布計測などに活用される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例のＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施例の信号処理装置の構成図である。
【図３】ＯＰアンプの入力オフセット電圧のばらつきの一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例によるシリコン半導体センサの電流−電圧特性を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例の信号処理装置の構成図である。
【図６】メモリテーブルの内容を示す図である。
【図７】入力オフセット自動調整のフローチャートである。
【図８】工業用４５０ｋｅＶＸ線ＣＴ装置の構成図である。
【図９】シリコン半導体センサの構造を示す図である。
【図１０】工業用Ｘ線ＣＴ装置の信号処理装置の内部構成図である。
【図１１】複数のチャンネルのベースライン電圧の室温による変化を示す測定結果である。
【図１２】本発明の他の実施例の信号処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１０１…Ｘ線管、２，１０２…Ｘ線ファンビーム、３，１０３…スキャナ、４，
１０４…Ｘ線センサ、５，１０５…コリメータ、６，１０６…制御装置、７，１０７…画
像再構成装置、８，１０８…表示装置、９，１０９…コントローラ、１０，１１０…信号
処理装置、１４…被検体、１５…制御ケーブル、１６…制御用ケーブル、１７…信号ケー
ブル、２１…電流積分回路、２２…入力端子、２３…グランド端子、２４，２５…制御端
子、３２，３４…スイッチ、３３…コンデンサ、３６…ＯＰアンプ、３８…マルチプレク
サ、３９…ＡＤ変換回路、４０…バス、４１…制御回路、１５１…微小オフセット電圧調
整回路、１５２，１５４…固定抵抗、１５３…可変抵抗器、１５６，１５７…標準電圧発
生器、１６０…デジタル可変抵抗器、２００…シリコン半導体、２０１，２０２…電極、
２０３…絶縁基板、２０６…配線、２０７，２０８…端子。
【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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