(57)【要約】Ｘ線イメージング装置が提供される。Ｘ線イメージング装置（１００）は、Ｘ線ビームを放射するＸ線源を含み、放射されるＸ線ビームがＸ軸に沿って動くことができるように可動であるＸ線源ユニット（１０１）と、Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器を有し、Ｘ軸に沿って可動であるＸ線検出ユニット（１０２）と、Ｘ線源ユニットの動きに応じてＸ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される制御ユニット（１０５）とを有する。Ｘ線源ユニットは、Ｘ軸に沿ってＸ線ビームの中心を示すレーザビーム（Ｌａ）を放射するレーザを更に含む。Ｘ線検出ユニットは、Ｘ軸に沿って配置されている複数のセンサ（１０４）を更に有する。複数のセンサの夫々は、レーザビームを検知し、その検知を示すセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）を生成するよう構成される。制御ユニットは、センサ信号に基づき、Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される。
2017528202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線ビームを放射するＸ線源を含み、放射される前記Ｘ線ビームが軸に沿って動くことができるように可動であるＸ線源ユニットと、
前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器を有し、前記軸に沿って可動であるＸ線検出ユニットと、
前記Ｘ線源ユニットの動きに応じて前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される制御ユニットと
を有し、
前記Ｘ線源ユニットは、前記軸に沿って前記Ｘ線ビームの中心を示すレーザビームを放射するレーザを更に含み、
前記Ｘ線検出ユニットは、前記軸に沿って配置されている複数のセンサを更に有し、該複数のセンサの夫々は、前記レーザビームを検知し、前記レーザビームのその検知を示すセンサ信号を生成するよう構成され、
前記制御ユニットは、前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号に基づき、前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される、
Ｘ線イメージング装置。
【請求項２】
前記複数のセンサは、前記軸に沿って前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの少なくとも第１の組を含み、
前記制御ユニットは、前記レーザビームが前記センサの第１の組の中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットの動きを停止するよう適応される、
請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項３】
前記複数のセンサは、前記センサの第１の組の第１の側及び第２の側に夫々位置するセンサの第２及び第３の組を更に含み、
前記制御ユニットは、
前記レーザビームが前記センサの第２の組の中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットを前記第１の側の方へ動かし、
前記レーザビームが前記センサの第３の組の中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットを前記第２の側の方へ動かす
よう適応される、請求項２に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項４】
前記センサの第２及び第３の組の各組は、センサの第１のサブセット及びセンサの第２のサブセットを有し、前記センサの第２及び第３の組の前記センサの第１のサブセットは、前記センサの第２及び第３の組の前記センサの第２のサブセットに対して、前記センサの第１の組から離れて位置し、
前記制御ユニットは、
前記レーザビームが前記センサの第１のサブセットの中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、第１の速度で動かすように、
前記レーザビームが前記センサの第２のサブセットの中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、第２の速度で動かすように
前記Ｘ線検出ユニットを制御するよう適応され、
前記第１の速度は、前記第２の速度よりも速い、
請求項３に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、複数のコンパレータを有し、該複数のコンパレータの夫々は、前記センサ信号のうちの対応するセンサ信号を第１の入力として、第１の所定の閾値を第２の入力として受け、前記対応するセンサ信号の大きさを前記第１の所定の閾値と比較し、比較結果を出力として出力するよう適応され、
前記制御ユニットは、前記複数のコンパレータから夫々得られた比較結果に基づき制御信号を生成するよう更に適応される、
請求項４に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項６】
前記制御ユニットは、複数のスイッチング回路を更に有し、該複数のスイッチング回路の夫々は、前記複数のコンパレータのうちの対応するコンパレータの比較結果を受け取り、該対応するコンパレータは、第１のセンサ及び第２のセンサからの対応するセンサ信号を前記第１の所定の閾値と夫々比較して比較結果を得、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、前記Ｘ線検出器の中心に対して同じ側に位置するセンサの別の組からであり、前記第２のセンサは、前記第１のセンサに対して、前記Ｘ線検出器の中心に隣接して位置するか、あるいは、前記第２のセンサは、前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置する前記センサの第１の組からであり、
前記複数のスイッチング回路の夫々は、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからのセンサ信号の両方の大きさが前記第１の所定の閾値よりも大きいことを前記対応するコンパレータからの比較結果が示すときに、前記第２のセンサからのセンサ信号を前記第１の所定の閾値と比較することによって得られた比較結果に基づき前記制御信号が生成されるように、前記第１のセンサからのセンサ信号を前記第１の所定の閾値と比較することによって得られた比較結果を取り消し又は無効にするためにオフされるよう構成される、
請求項５に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項７】
前記第１の所定の閾値は、前記センサ信号の大きさの加重平均である、
請求項５又は６に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項８】
前記制御ユニットは、前記放射されたレーザビームが前記センサの第１のサブセットから前記センサの第２のサブセットへ動かされることを前記センサ信号が示すときに、前記Ｘ線検出ユニットの動きを抑えるパルス抑制信号を生成するよう適応される、
請求項４に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項９】
前記レーザは、所定の周波数で変調されたレーザビームを放射する変調レーザであり、前記制御ユニットは、複数のバンドフィルタを更に有し、該複数のバンドフィルタの夫々は、前記センサ信号のうちの対応するセンサ信号にフィルタをかけるために使用され、前記バンドフィルタの夫々は、前記所定の周波数に等しい中心周波数を有している、
請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１０】
前記複数のセンサは、前記Ｘ線検出器が取り付けられる検出器キャリアにおいて配置される、
請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１１】
前記レーザは、赤外線レーザであり、前記複数のセンサは、赤外線受信器である、
請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１２】
前記制御ユニットは、前記センサ信号に基づき制御信号を生成し、前記Ｘ線検出ユニットの動きを駆動するモータへ前記制御信号を出力するよう更に適応される、
請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【請求項１３】
前記レーザビームが前記複数のセンサのいずれによっても受信されないことを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、指示信号を出力するユーザインターフェイスを更に有する
請求項１に記載のＸ線イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線イメージング装置に概して関係があり、特に、検出器とＸ線源との間の従来の機械的結合の必要性を除くＸ線イメージング装置に関係がある。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージングの間、Ｘ線検出器は、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して常に中心にあることが求められる。このため、従来のＸ線イメージング装置は、互いに機械的に結合されているＸ線源及びＸ線検出器を含むように提供されることがある。Ｘ線源とＸ線検出器との間の機械的結合に起因して、Ｘ線検出器は、Ｘ線源の動きに自動的に追随して、Ｘ線源からのＸ線ビームに対して常に中心にある。しかし、機械的結合はＸ線源とＸ線検出器との間の相対運動を制限しうるので、Ｘ線検出器は、Ｘ線源の回転に追随することができず、よって、装置は、Ｘ線源が回転される場合において使用不可能である。その一方で、そのような装置において、対象が配置されるテーブルの高さは変更不可能である。これは、Ｘ線検出器が通常はテーブルに取り付けられており、よって、テーブルの動きも機械的結合によって制限されうるからである。
【０００３】
他の種類のＸ線イメージング装置は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に非機械的結合を提供する。この場合に、レーザは、Ｘ線源の位置及び移動を検知するために使用され、マイクロコントローラは、Ｘ線検出器をＸ線源からのＸ線ビームに対して常に中心にあるように平行移動させるよう、検知された位置及び移動に応じて制御信号を生成するために使用される。しかし、装置は、Ｘ線源の位置及び移動を検知する比較的複雑な光学検出システムを組み込み、且つ、マイクロコントローラを使用した複雑な計算を行って、検知された位置及び移動を、Ｘ線検出器を平行移動させるための制御信号に変換する必要がある。
【０００４】
米国特許出願公開第２００６／１０９９５８（Ａ１）号明細書（特許文献１）には、データ取得のためにＸ線検出器及びＸ線管をアライメントする方法及びシステムが示されている。Ｘ線検出器及びＸ線管は、ユーザがデータ取得のために手動によりＸ線管及びＸ線検出器を互いに対して位置付けるのを助けるために、その向き、間隔、及び大体の位置に関するフィードバックを提供するよう設計された送信器及び受信器を備えている。
【０００５】
米国特許出願公開第２００４／１０５５２６（Ａ１）号明細書（特許文献２）には、補正されない場合には使用中にソース及び検出器をずらす機械的及び構造的なオフセットを特定するためのオフセットテーブルを含むデジタルＸ線イメージングシステムが示されている。そのようなオフセットテーブルは、ソースと検出器との間のアライメントの較正のために使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／１０９９５８（Ａ１）号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／１０５５２６（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００７】
従って、Ｘ線検出器がＸ線源の動き又は運動を追跡して、Ｘ線源から放射されるＸ線に対して中心にあることを可能にしながら、Ｘ線源とＸ線検出器との間の機械的結合によって引き起こされる上記の制約を取り除くＸ線イメージング装置を提供することが望ましい。更には、当該Ｘ線イメージング装置は比較的簡単な構成であって、Ｘ線源の動き又は運動の追跡はマイクロコントローラを必要としないことが望ましい。
【０００８】
本発明の実施形態に従って、対象に向けてＸ線ビームを放射するＸ線源を含み、該Ｘ線源が前記対象の異なる部位に照射するように可動であるＸ線源ユニットと、前記Ｘ線源の動きに応じて可動であって、前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器と、該Ｘ線検出器の動きを制御するよう適応される制御ユニットとを有し、前記Ｘ線源ユニットは、前記Ｘ線検出器に向けてレーザビームを放射するレーザを更に含み、前記Ｘ線検出器は、前記レーザビームを検知し、前記Ｘ線源ユニットに対する前記Ｘ線検出器の位置を示す複数のセンサ信号を生成する複数のセンサを有し、前記制御ユニットは、前記複数のセンサ信号に基づき前記Ｘ線検出器の動きを制御するよう適応される、Ｘ線イメージング装置が提供される。
【０００９】
本発明の実施形態に従って、Ｘ線源ユニット、Ｘ線検出ユニット及び制御ユニットを有するＸ線イメージング装置が提供される。前記Ｘ線源ユニットは、Ｘ線ビームを放射するＸ線源を含み、前記Ｘ線源ユニットは、放射される前記Ｘ線ビームが軸に沿って動くことができるように可動である。前記Ｘ線検出ユニットは、前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器を有し、前記Ｘ線検出ユニットは、前記軸に沿って可動である。前記制御ユニットは、前記Ｘ線源ユニットの動きに応じて前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される。前記Ｘ線源ユニットは、前記軸に沿って前記Ｘ線ビームの中心を示すレーザビームを放射するレーザを更に含み、前記Ｘ線検出ユニットは、前記軸に沿って配置されている複数のセンサを更に有し、該複数のセンサの夫々は、前記レーザビームを検知し、前記レーザビームのその検知を示すセンサ信号を生成するよう構成され、前記制御ユニットは、前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号に基づき、前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される。
【００１０】
センサ信号は、対応するセンサによって前記レーザビームが受光されるかどうかを示してよい。例において、センサ信号は、対応するセンサによって前記レーザビームが受光されるかどうかを表すバイナリ信号であることができる。他の例において、センサ信号は、センサによって検知されたレーザビームの大きさを表すことができる。
【００１１】
当業者であれば、軸に沿った、Ｘ線ビームのようなビームの動きが、ビームによって照射されている部位が軸に沿って動くことを意味すること認識するだろう。放射されるＸ線ビームを軸に沿って動かす様々な方法が存在する。例において、Ｘ線源ユニットは軸に沿って平行移動し、それにより、Ｘ線ビームも平行移動して、軸に沿って動く。他の例において、Ｘ線源は、軸に直交する更なる軸に関して回転し、それにより、Ｘ線ビームは軸に沿って動く。
【００１２】
本発明の上記の実施形態に従って、前記Ｘ線検出ユニットに向けて放射される前記Ｘ線ビームが軸に沿った方向において動くように前記Ｘ線源ユニットが動かされるときに、前記Ｘ線検出ユニットに向けて放射され、前記Ｘ線ビームの中心を示す前記レーザビームは、前記軸に沿って同じ方向において相応に動いて、複数のセンサの異なるセンサを照射し、センサ信号の変化を生じさせる。言い換えれば、センサ信号の変化は、放射されるＸ線ビームの動きを示す。よって、センサ信号を使用することによって、前記制御ユニットは、前記Ｘ線ビームと前記Ｘ線検出器との間のアライメントを達成するよう前記Ｘ線検出ユニットの動きを自動的に制御することができる。例えば、前記制御ユニットは、放射されるＸ線ビームの中心が前記Ｘ線検出器の中心とアライメントされるように、前記Ｘ線検出ユニットを動かすよう構成されてよい。
【００１３】
本発明の更なる実施形態において、前記複数のセンサは、前記軸に沿って前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの少なくとも第１の組を含み、前記制御ユニットは、前記レーザビームが前記センサの第１の組の中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットの動きを停止するよう適応される。当業者であれば、前記Ｘ線検出器の中心は、前記Ｘ線検出器のＸ線検知範囲の中心と解釈されるべきであることを認識するだろう。本発明の更なる実施形態において、前記複数のセンサは、前記センサの第１の組の第１の側及び第２の側に夫々位置するセンサの第２及び第３の組を更に含み、前記制御ユニットは、前記レーザビームが前記センサの第２の組の中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットを前記第１の側の方へ動かし、前記レーザビームが前記センサの第３の組の中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットを前記第２の側の方へ動かすよう適応される。
【００１４】
センサの第１、第２及び第３の組の各組は、前記軸に沿って配置されている１つ以上のセンサを有してよい。
【００１５】
本発明の好適な実施形態において、
Ｘ線ビームを放射するＸ線源及びレーザビームを放射するよう適応されるレーザを含み、前記レーザビームは、前記Ｘ線源によって放射される前記Ｘ線ビームが照射する対象の部位の軸（Ｘ）に沿った中心位置を示すために使用されるＸ線源ユニットであり、前記レーザビームが前記Ｘ線源ユニットの運動中に前記軸に沿った異なる位置に向くように可動であるよう適応される前記Ｘ線源ユニットと、
前記Ｘ線ビームを検出するＸ線検出器を有し、前記Ｘ線源の動きに応じて前記軸に沿って可動であるよう適応されるＸ線検出ユニットと、
前記Ｘ線源ユニットの動きに応じて前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される制御ユニットと
を有するＸ線イメージング装置であって、
前記Ｘ線検出ユニットは、前記軸に沿って直線において配置され且つ前記Ｘ線検出器に対して固定して並べられる複数のセンサを更に有し、該複数のセンサは、前記レーザからの前記レーザビームを検知し、複数のセンサ信号を生成するよう適応され、該複数のセンサ信号の夫々は、前記複数のセンサのうちの対応するセンサによって生成され、前記複数のセンサは、前記軸に沿って前記Ｘ線検出器とともに可動であるよう適応され、前記複数のセンサは、前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの第１の組と、前記Ｘ線検出器の中心に対して夫々第１の側及び第２の側に位置するセンサの第２及び第３の組とを有し、前記Ｘ線検出器の中心は、前記軸（Ｘ）に沿った前記Ｘ線検出器の中心を示し、
前記制御ユニットは、前記複数のセンサ信号に基づき前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう適応される、
ことを特徴とするＸ線イメージング装置が提供される。
【００１６】
本発明の上記の実施形態のうちの１つ以上に従って、前記Ｘ線源ユニットから放射されたレーザを検知し、放射される前記Ｘ線ビームを位置決めする複数のセンサは、前記軸Ｘに沿って前記Ｘ線検出ユニットにおいて前記Ｘ線ビームを検出する前記Ｘ線検出器とともに設けられる。前記複数のセンサは、個々の組に分けられて、前記レーザビームが発せられるときに複数のセンサ信号を生成してよい。前記複数のセンサ信号に基づき、前記制御ユニットは、前記レーザビームがＸ軸に沿って前記Ｘ線検出ユニット上で示している位置を特定してよい。これは、前記レーザビームを正確に受けるセンサを有するセンサの組を特定することによって、近似的に達成されてよい。その後に、前記制御ユニットは、センサ信号に基づき、対応する方向において動くように前記Ｘ線検出ユニットを制御してよい。このようにして、前記Ｘ線検出ユニットは、前記Ｘ線検出ユニットが前記レーザビーム、すなわち、放射される前記Ｘ線ビームに対して中心にあるまで、前記Ｘ線源ユニットの動きを追跡するよう自動的に動かされてよい。前記Ｘ線検出ユニットが、それが前記レーザビームに対して中心にある位置へと動かされた後、当該Ｘ線イメージング装置は、前記Ｘ線源ユニットの前記Ｘ線源によってＸ線ビームを放射し、前記Ｘ線検出ユニットの検出器によって前記Ｘ線ビームを受けることによって、イメージングプロシージャを実施してよい。Ｘ線検出ユニットとＸ線源ユニットとの間の機械的結合の必要性は、もはやない。従って、それは、Ｘ線源ユニットが回転されるか、あるいは、対象を支持するテーブルの高さが変更される場合において、適用可能であってよい。
【００１７】
本発明の一実施形態において、当該Ｘ線イメージング装置の前記制御ユニットは、前記レーザが前記センサの第２の組に向けて前記レーザビームを放射していることを前記複数のセンサ信号が示す場合に、前記第１の側に向けて動かすように、前記レーザが前記センサの第３の組に向けて前記レーザビームを放射していることを前記複数のセンサ信号が示す場合に、前記第２の側に向けて動かすように、前記Ｘ線検出ユニットを制御するよう適応され、前記制御ユニットは、前記レーザが前記センサの第１の組に向けて前記レーザビームを放射していることを前記複数のセンサ信号が示す場合に、前記Ｘ線検出ユニットの動きを停止するよう（すなわち、動くのを止めるように前記Ｘ線検出ユニットの動きを制御するよう）適応される。
【００１８】
他の実施形態において、前記センサの第２及び第３の組の各組は、センサの第１のサブセット及びセンサの第２のサブセットを夫々有し、前記センサの第２及び第３の組の前記センサの第１のサブセットは、前記センサの第２及び第３の組の前記センサの第２のサブセットに対して、前記センサの第１の組から離れて位置する。この場合に、前記制御ユニットは、前記レーザが前記センサの第１のサブセットに向けて前記レーザビームを放射していることを前記複数のセンサ信号が示す場合に、第１の速度で、前記レーザが前記センサの第２のサブセットに向けて前記レーザビームを放射していることを前記複数のセンサ信号が示す場合に、第２の速度で動かすように前記Ｘ線検出ユニットを制御するよう適応され、前記第１の速度は、前記第２の速度よりも速い。
【００１９】
他の実施形態において、前記センサの第２及び第３の組の各組は、センサの第１のサブセット及びセンサの第２のサブセットを有し、前記センサの第２及び第３の組の前記センサの第１のサブセットは、前記センサの第２及び第３の組の前記センサの第２のサブセットに対して、前記センサの第１の組から離れて位置し、前記制御ユニットは、前記レーザビームが前記センサの第１のサブセットの中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、第１の速度で動かすように、前記レーザビームが前記センサの第２のサブセットの中の少なくとも１つのセンサによって受光されることを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、第２の速度で動かすように前記Ｘ線検出ユニットを制御するよう適応され、前記第１の速度は、前記第２の速度よりも速い。
【００２０】
前記センサの第１のサブセットは、前記センサの第２のサブセットと比べて、前記Ｘ線検出器から遠く離れて位置するので、前記Ｘ線検出ユニットは、前記センサの第２のサブセットが前記レーザビームを受光する又は該レーザビームによって照射される場合と比べて、前記センサの第１のサブセットが前記レーザビームを受光する又は該レーザビームによって照射される場合において、前記Ｘ線源ユニットとアライメントされる前に、より長い距離を動く必要がある。前記Ｘ線検出ユニットが目的地（すなわち、前記Ｘ線源ユニット及び前記Ｘ線検出ユニットが互いとアライメントされる位置）から遠く離れているときに、より速い速度で前記Ｘ線検出ユニットを動かすことによって、前記Ｘ線検出ユニットを目的地まで動かすのに必要とされる時間は短縮可能である。前記Ｘ線検出ユニットが目的地に近いときに、より遅い速度で前記Ｘ線検出ユニットを動かすことによって、前記Ｘ線検出ユニットを目的地で止めることが容易である。
【００２１】
上記の実施形態に照らして、前記Ｘ線検出ユニットの動く向き及び／又は速度は、前記Ｘ線源の動きを追跡するよう制御されてよい。特に、前記Ｘ線検出ユニットの動く速度は、前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの組に対して前記レーザビームが近くなるにつれて、漸進的に低減される。従って、前記Ｘ線検出ユニットの動きは、正確に制御され得る。
【００２２】
他の実施形態において、前記レーザは、赤外線レーザであり、前記複数のセンサは、赤外線受信器である。赤外線レーザ及び赤外線受信器は、容易に商業上入手可能であり、その費用は、比較的安価である。
【００２３】
更なる実施形態において、前記レーザは、所定の周波数で変調されたレーザビームを放射する変調レーザであり、前記制御ユニットは、複数のバンドフィルタを更に有し、該複数のバンドフィルタの夫々は、前記センサ信号のうちの対応するセンサ信号にフィルタをかけるために使用され、前記バンドフィルタの夫々は、前記所定の周波数に等しい中心周波数を有している。変調されたレーザビームを示すセンサ信号のみがバンドフィルタを通ることができるので、周囲ノイズの悪影響は低減される。
【００２４】
更なる別の実施形態において、前記複数のセンサは、前記Ｘ線検出器が取り付けられる検出器キャリアにおいて配置される。例えば、前記複数のセンサは、検出器キャリア上の前記Ｘ線検出器の一方の側に取り付けられてよい。前記複数のセンサは、前記複数のセンサ（１０４）が前記レーザからのレーザビーム（Ｌａ）を検知することができるように、撮像される対象を支持するテーブルによって遮られ得ない点に留意されたい。従って、当該Ｘ線イメージング装置の前記Ｘ線検出ユニットは、容易に調達され得る。
【００２５】
更なる実施形態において、当該Ｘ線イメージング装置は、前記複数のセンサ信号のうちのいずれもが第２の所定の閾値よりも高くない場合に、指示信号を出力するユーザインターフェイスを有する。代替的に、ユーザインターフェイスは、前記レーザビーム（Ｌａ）が前記複数のセンサのいずれによっても受信されないことを前記複数のセンサによって生成されたセンサ信号が示す場合に、指示信号を出力するよう構成される。
【００２６】
更なる様態において、Ｘ線イメージング装置の制御ユニットのための異なる構成があり、該制御ユニットは、マイクロコントローラが含まれていない様式において実現されてよい。従って、複雑な計算の必要はない。
【００２７】
本発明の実施形態に従って、前記制御ユニットは、前記複数のセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）に基づき制御信号を生成し、前記Ｘ線検出ユニットの動きを駆動するモータへ前記制御信号を出力するよう更に適応される。
【００２８】
一実施形態において、前記制御ユニットは、複数のコンパレータを有し、該複数のコンパレータの夫々は、前記複数のセンサ信号のうちの対応するセンサ信号を第１の入力として、第１の所定の閾値を第２の入力として受け、前記対応するセンサ信号の大きさを前記第１の所定の閾値と比較し、比較結果を出力として出力するよう適応され、前記制御ユニットは、前記複数のコンパレータから夫々得られた比較結果に基づき制御信号を生成するよう更に適応される。
【００２９】
前記第１の所定の閾値は、前記複数のセンサ信号の大きさの加重平均であることが好ましい。これを実現するよう、前記レーザビームとともに前記複数のセンサによって検知される周囲光が考慮されてよい。
【００３０】
他の実施形態において、前記制御ユニットは、複数のスイッチング回路を更に有し、該複数のスイッチング回路の夫々は、前記複数のコンパレータのうちの対応するコンパレータの比較結果を受け取り、該対応するコンパレータは、第１のセンサ及び第２のセンサからの対応するセンサ信号を前記第１の所定の閾値と夫々比較して比較結果を得、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、前記Ｘ線検出器の中心に対して同じ側に位置するセンサの別の組からであり、前記第２のセンサは、前記第１のセンサに対して、前記Ｘ線検出器の中心に隣接して位置するか、あるいは、前記第２のセンサは、前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置する前記センサの第１の組からである。
【００３１】
この場合に、前記複数のスイッチング回路の夫々は、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからのセンサ信号の両方の大きさが前記第１の所定の閾値よりも大きいことを前記対応するコンパレータからの比較結果が示すときに、前記第２のセンサからのセンサ信号を前記第１の所定の閾値と比較することによって得られた比較結果に基づき前記制御信号が生成されるように、前記第１のセンサからのセンサ信号を前記第１の所定の閾値と比較することによって得られた比較結果を取り消し又は無効にするためにオフされるよう構成される。
【００３２】
この実施形態において、センサの異なる組の中の１つよりも多いセンサが、レーザがそれらに向けてレーザビームを放射していることを示すセンサ信号を夫々生成する場合に、前記制御ユニットは、前記センサの異なる組の中の１つに対応する比較的遅い速度で動くようにＸ線検出ユニット１０２を制御してよい。これは、ノイジーな環境においてＸ線源ユニットに対してＸ線検出ユニットを追跡する動作を簡単にすることができる。
【００３３】
更には、前記制御ユニットは、前記放射されたレーザビームが前記センサの第１のサブセットから前記センサの第２のサブセットへ動かされることを前記複数のセンサ信号が示すときに、前記Ｘ線検出ユニットの動きを抑えるパルス抑制信号を生成するよう適応される。このようにして、前記Ｘ線検出ユニットの動きの速さは、比較的速い速度から比較的遅い速度へ切り替えることによって、低減されてよい。従って、Ｘ線検出ユニットの動きは、正確に制御され得る。
【００３４】
本発明の他の態様に従って、
Ｘ線源ユニットから放射されるレーザビームを受けるステップであり、前記レーザビームは、前記Ｘ線源ユニットによって放射されるＸ線ビームが照射する対象の部位の軸に沿った中心位置を示し、前記Ｘ線源ユニットは、前記Ｘ線ビームを放射するＸ線源及び前記レーザビームを放射するよう適応されるレーザを有し、前記レーザビームが前記Ｘ線源ユニットの運動中に前記軸に沿った異なる位置に向くように可動である、前記ステップと、
前記軸に沿って直線において配置され且つＸ線検出器に対して固定して並べられる複数のセンサによって、複数の信号を生成するステップであり、前記複数のセンサは、前記Ｘ線源ユニットの動きに応じて前記軸に沿って前記Ｘ線検出器とともに可動であるよう適応され、前記複数のセンサ信号の夫々は、前記複数のセンサのうちの対応するセンサによって生成され、前記複数のセンサは、前記Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの第１の組と、前記Ｘ線検出器の中心に対して夫々第１の側及び第２の側に位置するセンサの第２及び第３の組とを有する、前記ステップと、
前記複数のセンサ信号に基づき、前記軸に沿って前記Ｘ線検出器の動きを制御するステップと
を有するＸ線イメージング方法が提供される。
【００３５】
本開示の様々な態様及び特徴は、以下で更に詳細に記載される。そして、添付の図面と組み合わせて本明細書を参照して、本発明の他の目的及び利点は、より明らかになり、容易に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明は、以降、実施形態と組み合わせて、図面を参照して更に詳細に記載及び説明されるだろう。
【図１ａ】本発明の実施形態に従うＸ線イメージング装置の略図である。
【図１ｂ】本発明の実施形態に従うＸ線イメージング装置の略図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態に従うＸ線イメージング装置の上面図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態に従うＸ線イメージング装置の背面図である。
【図２ｃ】本発明の一実施形態に従うＸ線イメージング装置の側面図である。
【図３】本発明に従うＸ線イメージング装置で使用される複数組のセンサの略図である。
【図４ａ】本発明に従うＸ線イメージング装置で使用される５組のセンサとして示されている複数のセンサを表す。
【図４ｂ】本発明に従うＸ線イメージング装置で使用される５組のセンサとして示されている複数のセンサを表す。
【図５】本発明の一実施形態に従うＸ線イメージング装置の制御ユニットの略図である。
【図６】本発明の他の実施形態に従うＸ線イメージング装置の制御ユニットの略図である。
【図７】本発明の実施形態に従うＸ線イメージング方法を示すフローチャートである。  図中、同じ参照符号は、同様の又は対応する特徴及び／又は機能性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、特定の実施形態に関して、ある図面を参照して記載されるが、本発明はそれに制限されず、特許請求の範囲によってのみ画定される。記載される図面は、単に概要であり、非制限的である。図面において、要素のいくつかのサイズは、説明を目的として誇張されており、実寸通りでない。
【００３８】
図１ａ及び１ｂは、本発明の実施形態に従うＸ線イメージング装置１００の略図である。Ｘ線イメージング装置１００は、Ｘ線源ユニット１０１、Ｘ線検出ユニット１０２、チューブスタンド１０３、及び制御ユニット１０５を有する。図１ａは更にモータ１０６を示す。モータ１０６は、制御ユニット１０５から制御信号を受信してＸ線検出ユニット１０２を駆動し、それをＸ線源ユニット１０１の動きに応じて移動させる。制御ユニット１０５及びモータ１０６は図１ｂでは図示されていないが、これは、単に、図面を簡略化するためであって、制限するためでないことが理解され得る。
【００３９】
Ｘ線源ユニット１０１は、Ｘ線ビームを放射するＸ線源と、Ｘ線源に対して固定して配置され、Ｘ線源から放射されるＸ線ビームを位置決めするためのレーザビームＬａを放射するよう適応されるレーザとを有してよい。特に、レーザビームＬａは、Ｘ線源によって放射されるＸ線ビームが照射する対象の部位のＸ軸沿いの中心位置を示す。Ｘ線源ユニット１０１は、レーザビームがＸ線源ユニット１０１の運動中にＸ軸沿いの異なる位置に向くように、可動であってよい。
【００４０】
図１ａは、Ｘ線検出ユニット１０２がＸ線源ユニット１０１の平行移動に追随するように動かされる場合を表し、図１ｂは、Ｘ線検出ユニット１０２がＸ線源ユニット１０１の回転に追随するように動かされる場合を表す。Ｘ線源ユニット１０１の動きは、平行移動及び回転にのみ制限されないことが理解され得る。他のタイプの動きは、Ｘ線源ユニット１０１の動きが自身から放射されるレーザビームをその運動中にＸ軸沿いの異なる位置に向かせる限りは、考えられてよい。
【００４１】
レーザはＸ線源とともに動くことができるので、レーザから放射されたレーザビームＬａは、Ｘ線源によって放射されるＸ線ビームが照射する対象の部位のＸ軸沿いの中心位置を常に示し、それによって、放射されるＸ線ビームのポジショニングをレーザビームを用いて達成することができる。従って、Ｘ線ビームが向けられているＸ線検出器上の位置は、レーザビームが向けられているＸ線検出器上の位置を導出することによって、特定されてよい。実施形態において、レーザは、赤外線レーザビームを放射する赤外線レーザであってよい。より好ましくは、レーザは、所定の周波数で変調されているレーザビームを放射する変調レーザであってよい。
【００４２】
図１ａ及び１ｂはＸ線源ユニット１０１の詳細な構成を示していないが、それは当業者に明らかだろう。いくつかの事例において、レーザは、コリメータにおいて構成されてよく、該コリメータは、Ｘ線源に対して固定して配置されており、本発明の他の実施形態ではＸ線源ユニット１０１として使用されてよい。
【００４３】
レーザビームは、対象が支持され得るテーブル１０７を照射し、テーブルの平面内でＸ軸と垂直な直線又は交差線を形成してよいことが理解され得る。
【００４４】
Ｘ線イメージングプロシージャの間、Ｘ線源ユニット１０１は動かされ、例えば、Ｘ軸に沿って平行移動され（図１ａを参照）、あるいは、Ｘ軸に垂直な方向において回転され（図１ｂを参照）てよく、レーザビームがＸ軸沿いの異なる位置に向くことを可能にする。
【００４５】
Ｘ線イメージング装置１００のＸ線検出ユニット１０２は、従来のＸ線イメージング装置のＸ線検出器１２とは相違する。Ｘ線検出ユニット１０２は、Ｘ線検出器１２に加えて、複数のセンサ１０４を含む。複数のセンサ１０４は、Ｘ軸に沿って直線において並べられ、Ｘ線検出器１２に対して固定して配置されてよい。複数のセンサ１０４は、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームを受光し検知するよう適応されてよい。特に、複数のセンサ１０４の夫々は、Ｘ軸に沿って異なる位置に配置され、それらのうちの少なくとも１つは、Ｘ線検出器１２の中心に又は該中心に隣接して位置する。１つの事例において、センサは、レーザが赤外線レーザであるときに、赤外線レーザビームを検知する赤外線受信器であってよい。
【００４６】
複数のセンサ１０４は、複数のセンサがレーザからのレーザビームを検知することができることを確かにするよう、撮像される対象を支持するテーブル１０７によって遮られないように配置される必要がある。図２ａ、２ｂ及び２ｃは夫々、一実施形態に従うＸ線イメージング装置１００の上面図、背面図及び側面図である。図面に示されるように、複数のセンサ１０４は、Ｘ軸に沿って配置されており、検出器１２に隣接して、しかしそれから離れており、複数のセンサ１０４がレーザからのレーザビームを検知することができることを確かにする。特に、複数のセンサ１０４は、テーブルの範囲にわたって延在するよう配置されてよいが、図２ｃに示されるように、テーブルの下に配置されているＸ線検出器１２に対して依然として固定して配置される。この場合に、レーザビームは、上述されたように、直線を形成してよい。この直線は、テーブルの平面内でＸ軸と垂直であり、テーブルの平面を越えて延在されてよい。一実施形態において、そのような構成は、Ｘ線検出器１２がＸ軸に沿って配置されている検出器キャリアにおいて複数のセンサ１０４を配置することによって、簡単に実現され得る。
【００４７】
図２ａ、２ｂ及び２ｃは、本発明のＸ線検出ユニット１０２を構成するための一実施形態しか示さないが、これは限定として解釈されるべきではない。複数のセンサ１０４がレーザからのレーザビームを検知することができる、すなわち、テーブルが複数のセンサ１０４によって検知されるレーザビームを遮らない、限りは、Ｘ軸に沿って、検出器１２の、テーブル１０７の平面と垂直である側辺に対して、直接に複数のセンサ１０４を取り付けることが考えられる。
【００４８】
図１ａ及び１ｂに示されるように、Ｘ線検出ユニット１０２は、Ｘ軸に沿ったＸ線源ユニット１０１の動きを追跡するよう、Ｘ線源ユニット１０１の平行移動（図１ａ）及び回転（図１ｂ）を含むＸ線源ユニット１０１の動きに応じて、Ｘ軸に沿って可動であってよい。図１ａ及び１ｂはこれを明りょうに示していないが、本発明に従って、Ｘ線源ユニット１０１とＸ線検出ユニット１０２との間の機械的結合を有する必要がないことが留意されるべきである。一実施形態において、Ｘ線源ユニット１０１は部屋の天井に固定されてよく、機械的結合は取り除かれてよい。この構成において、複数のセンサ１０４は、Ｘ線源ユニット１０１の動きに応じてＸ軸に沿ってＸ線検出器１２とともに動かされてよい。これは、それらがＸ線検出ユニット１０２の一体部分であるからである。
【００４９】
Ｘ線源ユニット１０１からＸ線ビームを受けるために、Ｘ線検出ユニット１０２は、Ｘ線ビームがＸ線検出器１２に衝突することができるように、Ｘ線源ユニット１０１が動くときに、Ｘ線源ユニット１０１から放射されるＸ線ビームに対して自動的に中心にあることができることが望ましい。複数のセンサ１０４は、レーザビームがＸ線検出器１２において向けられている位置を導出することによって、Ｘ線検出器１２における放射されるＸ線ビームの位置を特定するよう、Ｘ線源ユニット１０１から放射されるＸ線ビームを位置決めするためのレーザビームを検知し、対応するセンサ信号を生成するために使用されてよい。放射されるＸ線ビームに対してＸ線検出器１２が中心にあると決定された後、Ｘ線ビームは実際に放射されてよく、Ｘ線検出器１２はイメージングのためにＸ線ビームを受けてよい。
【００５０】
実施形態において、複数のセンサ１０４は、Ｘ線検出ユニット１０２の異なる運動方向及び／又は移動速度に対応する異なる組に分けられる。Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームがセンサのある組の中の１つのセンサによって受光されるときに、そのセンサは、レーザビームがセンサの組に向けて放射されていることを示すセンサ信号を生成してよく、次いで、制御ユニット１０５は、センサの組に対応する運動方向及び／又は移動速度に適応するようＸ線検出ユニット１０２を制御してよい。特に、制御ユニット１０５は、Ｘ線検出ユニット１０２を動かすモータ１０６へ制御信号を送信してよい。
【００５１】
図３は、複数のセンサ１０４を概略的にグループ化する方法を表す。この実施形態において、複数のセンサ１０４は、Ｌ、Ｃ及びＲによって夫々示されている３組のセンサにグループ化されている。センサの第１の組Ｃは、Ｘ線検出ユニット１０２のＸ線検出器１２の中心に又は該中心に隣接して位置する。Ｘ線検出器１２の中心は、Ｘ軸に沿ったＸ線検出器１２の中心点として定義される。センサの第２の組Ｌは、Ｘ線検出器１２に対して第１の側、すなわち、左側、に位置する。センサの第３の組Ｒは、Ｘ線検出器１２に対して第２の側、すなわち、右側、に位置する。
【００５２】
第１のセンサの組はただ１つのセンサしか有さず、第２及び第３のセンサの組は１つよりも多いセンサを有することが図３で示されているが、当業者であれば、これは限定ではなく、第１のセンサの組は１つよりも多いセンサを有してよいことを理解しうる。特に、センサの第１、第２及び第３の組は、必要に応じて、夫々がセンサをいくつでも有してよい。なお、放射されるＸ線ビームに対してＸ線検出器がより正確に中心にあることを確かにするために、センサの第１の組のセンサの数は、可能な限り少なくなければならず、望ましくは１である。
【００５３】
複数のセンサ１０４が図３に示されるように配置されるとき、制御ユニット１０５はセンサ信号を受信する。センサ信号の夫々は、対応するセンサによって生成される。そして、制御ユニット１０５は、どの組のセンサに向けてレーザビーム、すなわち、Ｘ線ビームが放射されているかを特定する。第１の側、すなわち、左側に位置するセンサの第２の組Ｌに向けてレーザがレーザビームを放射していることがセンサ信号から特定される場合に、制御ユニット１０５は、第１の側、すなわち、左側に向けて動くようにＸ線検出ユニット１０２を制御する。第２の側、すなわち、右側に位置するセンサの第３の組Ｒに向けてレーザがレーザビームを放射していることがセンサ信号から特定される場合に、制御ユニット１０５は、第２の側、すなわち、右側に向けて動くようにＸ線検出ユニット１０２を制御する。更には、レーザがレーザビームをセンサの第１の組Ｃに向けて放射していることがセンサ信号から特定される場合に、Ｘ線検出ユニット１０２は、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームに対して中心にあることが示され、よって、制御ユニット１０５は、その動きを停止するようにＸ線検出ユニット１０２を制御してよい。その後に、Ｘ線源はＸ線ビームを放射してよい。
【００５４】
図３に示されるように複数のセンサ１０４をグループ化する方法と組み合わせて、Ｘ線検出ユニット１０２の運動方向は制御されてよい。図４ａ及び４ｂは、複数のセンサ１０４をグループ化する他の方法を示し、その方法と組み合わせて、Ｘ線検出ユニット１０２の移動速度も制御されてよい。
【００５５】
図４ａ及び４ｂに示されるように、センサの第２及び第３の組は、センサの２つのサブセット、すなわち、センサの第１のサブセットＨＳＬ、ＨＳＲ及びセンサの第２のサブセットＬＳＬ、ＬＳＲに夫々分けられるか、あるいは、それらによって置換される。センサの第２の組Ｌのセンサの第１のサブセットＨＳＬ及びセンサの第３の組Ｒのセンサの第１のサブセットＨＳＲは、センサの第２の組のセンサの第２のサブセットＬＳＬ及びセンサの第３の組Ｒのセンサの第２のサブセットＬＳＲに対して、夫々、Ｘ線検出器１２の中心から離れて位置する。
【００５６】
参照符号ＨＳＬ、ＨＳＲ、ＬＳＬ及びＬＳＲは夫々、“high  speed  and  left（高速且つ左）”、“high  speed  and  right（高速且つ右）”、“low  speed  and  left（低速且つ左）”及び“low  speed  and  right（低速且つ右）”を表し、対応するセンサに向けてレーザがレーザビームを放射している場合にＸ線検出ユニット１０２の運動方向及び移動速度を示す。異なるセンサ又は異なる組のセンサに対応する動きの実際の速さは、オペレータによってモータ１０６において予め決定又はプリセットされてよい。
【００５７】
図４ａに示されるように、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームは、センサの第１のサブセットＨＳＬに向けられている。この場合に、制御ユニット１０５は、レーザビーム、すなわち、Ｘ線ビームがセンサの第１のサブセットＨＳＲに向けて放射されていることをセンサ信号から特定し、次いで、制御ユニット１０５は、高速でセンサの第１のサブセットＨＳＬ、すなわち、左側に向けて動くようにＸ線検出ユニット１０２を制御する。Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームがセンサの第１のサブセットＨＳＲに向けられている場合には、Ｘ線検出ユニット１０２は、高速でセンサの第１のサブセットＨＳＲ、すなわち、右側に向けて動くよう制御されてよく、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームがセンサの第２のサブセットＬＳＬに向けられている場合には、Ｘ線検出ユニット１０２は、相対的に遅い速度でセンサの第２のサブセットＬＳＬ、すなわち、左側に向けて動くよう制御されてよく、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームがセンサの第２のサブセットＬＳＲに向けられている場合には、Ｘ線検出ユニット１０２は、相対的に遅い速度で、センサの第２のサブセットＬＳＲ、すなわち、右側に向けて動くよう制御されてよいことが容易に理解され得る。図４ｂに示されるように、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームがセンサの第１の組Ｃに向けられているとき、Ｘ線検出器１２はレーザビームに対して中心にあることが示される。その結果として、Ｘ線検出ユニット１０２は、その動きを停止するよう制御される。
【００５８】
図１ａ、１ｂ、４ａ及び４ｂを参照して、本発明の実施形態に従う、Ｘ線源の動きに対するＸ線検出ユニット１０２の追跡が、記載されてきた。Ｘ線イメージング装置は、放射されるＸ線ビームを位置決めするためのレーザビームを検知するよう、Ｘ線検出ユニット１０２に組み込まれている複数のセンサ１０４を有し、そして、Ｘ線検出器１２の中心に対して、レーザビームが衝突するセンサの向き及び位置を決定することによって、Ｘ線検出ユニット１０２は、センサに対応する向き及び速度で動かされる。Ｘ線イメージング装置は、Ｘ線源ユニット１０１が動く方法と無関係に、センサ信号を用いて相対的な向き及び位置を導出することができるので、Ｘ線イメージング装置は、Ｘ線源ユニット１０１が回転する場合に適用可能であってよく、且つ、Ｘ線源ユニット１０１とＸ線検出ユニット１０２との間の機械的結合は不要である。図１ｂ及び４ｂは、Ｘ線源ユニット１０１が回転しているときにＸ線イメージング装置が使用される場合を示す。
【００５９】
センサの組がＸ線検出器１２の中心に対してより近くに置かれるほど、センサのその組が対応する、Ｘ線検出ユニット１０２の移動速度は、ますます遅くなると考えられてよい。このようにして、Ｘ線源に対するＸ線検出ユニット１０２の追跡は、Ｘ線ビームがＸ線検出ユニット１０２の中心に近いときに、より正確に制御され得る。
【００６０】
Ｘ線イメージング装置は、３及び５組のセンサを参照して夫々記載されてきたが、１つよりも多い如何なる組数も可能であることが理解され得る。
【００６１】
更には、相対的に速い速度から相対的に遅い速度へＸ線検出ユニット１０２の速度を実質的に更に低減するために、制御ユニット１０５は、放射されているレーザビームが相対的に速い速度に対応するセンサの組から相対的に遅い速度に対応するセンサの他の組へ動かされたことをセンサ信号が示すときに、Ｘ線検出ユニット１０２の動きを抑えるパルス抑制信号を生成することが考えられてよい。１つの実施において、このパルス抑制信号は、モータ１０６を一時的にオフするよう、図５及び６に示されるように、ブレーキ１０８を作動させるために使用されてよい。
【００６２】
次に、Ｘ線イメージング装置の制御ユニット１０５の構成は、図５及び６を参照して記載される。制御ユニット１０５は、フィルタ、増幅器及びコンパレータのような、いくつかのディスクリート電子部品しか有さない。マイクロプロセッサはなく、複雑な計算を実施する必要はない。
【００６３】
図５に示されるように、図４ａ及び４ｂを参照して記載された５組のセンサＨＳＬ、ＬＳＬ、Ｃ、ＬＳＲ、ＨＳＲの５つのセンサ１０４１〜１０４５が夫々示されている。制御ユニット１０５は、５つのセンサ１０４１〜１０４５からセンサ信号Ｓ１〜Ｓ５を受信し、複数のセンサ信号に基づき制御信号を生成し、制御信号を、Ｘ線検出ユニット１０２の動きを駆動するためのモータ１０６へ出力する。センサ信号Ｓ１〜Ｓ５の夫々は、バンドフィルタ２０１１〜２０１５のうちの１つ及び増幅器２０２１〜２０２５のうちの１つを夫々用いてバンドフィルタリング及び増幅を受けることが好ましいが、必須ではない。フィルタ処理され増幅された信号Ｓ１′〜Ｓ５′は、対応するコンパレータ２０３１〜２０３５へ第１の入力として入力されてよい。対応するコンパレータ２０３１〜２０３５の第２の入力は、閾値として使用される所定の値であってよい。図５では、閾値は、信号Ｓ１′〜Ｓ５′の大きさの加重平均であるよう選択される。特に、対応するコンパレータ２０３１〜２０３５の第２の入力、すなわち、閾値は、図５に示されるように、ブロックＡから受け取られる。ブロックＡにおいて、信号Ｓ１′〜Ｓ５′の大きさの加重平均は導出される。ブロックＡは、如何なる電子部品、又はそれらの組み合わせも表し、それは、複数の大きさの加重平均を導出するために使用されてよい。確かに、他の閾値も、オペレータによってプリセットされる閾値のように、可能であってよい。
【００６４】
コンパレータ２０３１〜２０３５の夫々は、信号Ｓ１′〜Ｓ５′のうちの対応する信号の大きさを閾値と比較して、比較結果を出力する。コンパレータ２０３１〜２０３５の夫々の出力は、モータ１０６へ接続されている。５つのコンパレータ２０３１〜２０３５からの比較結果に基づき、制御信号は、異なるセンサに対応する所定の向き及び／又は速度でＸ線検出ユニット１０２が動かされ得るように、モータ１０６のために生成される。
【００６５】
例えば、Ｘ線源ユニット１０１からのレーザビームは、センサの組ＨＳＬのセンサ１０４１に向けて放射され、言い換えれば、レーザビームは、センサの組ＨＳＬのセンサ１０４１によって受光され、その場合に、信号Ｓ１′の大きさは閾値よりも大きくてよく、信号Ｓ２′〜Ｓ５′の大きさは閾値よりも小さくてよい。この場合に、コンパレータ２０３１の出力は“有効”又は“イネーブル”になる。モータ１０６は、コンパレータ２０３１の受け取られた出力が“有効”又は“イネーブル”であるときに、図４ａ及び４ｂを参照して上述されたように、コンパレータ２０３１の出力に応じて相対的に速い速度で左側に向けてＸ線検出ユニット１０２を動かすよう構成される。
【００６６】
図６は、本願の制御ユニット１０５の構成の他の実施形態を表す。制御ユニット１０５は、主に、スイッチング回路Ｋ１〜Ｋ４が組み込まれている点で、図５に示される制御ユニット１０５とは相違する。スイッチング回路Ｋ１〜Ｋ４は、コンパレータ２０３１〜２０３５のうちの対応するコンパレータから入力として比較結果を受け取る。例えば、比較結果は、第１のセンサ及び第２のセンサからの対応するセンサ信号を、対応するコンパレータを用いて、夫々所定の閾値と比較することによって、導出される。第１及び第２のセンサは、Ｘ線検出器１２の中心に対して同じ側に位置するセンサの別の組に属し、第１のセンサは、第２のセンサに対して、Ｘ線検出器１２の中心から離れて位置する。第２のセンサはまた、中心にあるセンサの組Ｃに属してよいことに留意されたい。
【００６７】
スイッチング回路Ｋ１〜Ｋ４の夫々は、第１のセンサ及び第２のセンサからのセンサ信号の大きさが両方とも所定の閾値よりも大きいことを対応するコンパレータからの比較結果が示すときに、第２のセンサからのセンサ信号を閾値と比較することによって得られた比較結果に基づき制御信号が生成されるように、第１のセンサからのセンサ信号を閾値と比較することによって得られた比較結果を取り消し又は無効にするためにオフされるよう構成されてよい。従って、センサの異なる組の中の１つよりも多いセンサが、レーザがそれらに向けてレーザビームを放射していることを示すセンサ信号を生成する場合に、制御ユニット１０５は、Ｘ線検出ユニット１０２を、センサのその異なる組に対応する、複数の速度の中の相対的に低い速度で動かすよう制御し、あるいは、センサのうちの１つが、それに向けてレーザがレーザビームを放射していることを示すセンサ信号を生成するセンサであって、中心にあるセンサの組Ｃの部分を形成するときに、Ｘ線検出ユニット１０２の動きを停止してよい。
【００６８】
スイッチング回路の動作は、以下で、図６を参照して記載される。
【００６９】
スイッチング回路Ｋ２が例として使用される。スイッチング回路Ｋ２は、いくつの抵抗及びトライオードを有し、コンパレータ２０３２及び２０３３から比較結果を入力として受け取る。比較結果は、第１のセンサ１０４２及び第２のセンサ１０４３からのセンサ信号を所定の閾値と夫々比較することによって得られる。この場合に、第１のセンサ１０４２及び第２のセンサ１０４３からのセンサ信号Ｓ２及びＳ３が両方とも閾値よりも夫々大きいことをコンパレータ２０３２及び２０３３からの比較結果が示す場合には、スイッチング回路Ｋ２のトライオードは、第１のセンサ１０４２に対応する第１の分岐回路から電流を引き込んで、それによって、第１の分岐回路からのコンパレータの出力を取り消す又は無効にする。従って、制御ユニット１０５は、第２のセンサ１０４３に対応するコンパレータ２０３３からの比較結果に基づきモータを制御して、Ｘ線検出ユニット１０２を、第２のセンサ１０４３に対応する向き及び速さにおいて動かす。すなわち、制御ユニット１０５は、Ｘ線検出ユニット１０２の動きを停止させてよい。他のスイッチング回路は、同様に動作してよい。
【００７０】
スイッチング回路の動作は、２つのコンパレータの２つの比較結果を夫々入力として有しているスイッチング回路Ｋ２を参照することによって記載されているが、当業者であれば、スイッチング回路は、図６においてスイッチング回路Ｋ１及びスイッチング回路Ｋ４によって示されるように、２つよりも多い比較結果を受け取るよう適切に変更されてよいことを理解するだろう。
【００７１】
図５及び６は、コンパレータに入力される前にフィルタ処理され増幅されるセンサ信号を示すが、当業者であれば、そのようなフィルタ処理及び増幅がＸ線源に対するＸ線検出ユニットの追跡を実現するための必須のプロセスでないことを理解し得ることに留意されたい。
【００７２】
１つ以上のセンサは、レーザビームだけでなくいくらかの周囲光も受けることが容易に理解され得る。この場合に、変調レーザが使用される。変調レーザは、所定の周波数、例えば、３８ＫＨｚで変調されたレーザビームを放射するよう構成され、制御ユニット１０５は、対応するバンドフィルタ２０１１〜２０１５を有する。バンドフィルタ２０１１〜２０１５の夫々は、レーザからのレーザビームが変調されている所定の周波数に等しい中心周波数を有してよい。このようにして、変調されたレーザビームを示すセンサ信号しか、更なる処理のためにバンドフィルタを通ることができず、周囲光を示すセンサ信号のみが遮断される。従って、センサによって検知される周囲ノイズは除去され得る。この場合に、周囲ノイズは除去され得るので、閾値は、ノイズを考慮せずに選択される。特に、閾値は、比較的小さい値であるよう選択されてよいが、制御ユニットによって実現される機能に影響を及ぼさない。例えば、閾値は、入力レーザ信号の強さの約２分の１であってよい。
【００７３】
図５及び６は、センサの各組がただ１つのセンサしか含まない場合のみ表すが、センサの各組は、１つよりも多いセンサを含むことが考えられてよい。この場合に、対応するコンパレータ（及び／又はフィルタ及び増幅器）は、センサの夫々について構成されてよい。
【００７４】
また、制御ユニット１０５の構成は図５及び６を参照して記載されているが、当業者であれば、同様の機能を実現する他の構成を考え付くことができることに留意されたい。例えば、センサ信号の最大の大きさが導出され得るように制御ユニット１０５の回路を設計することが可能であり、この場合に、制御ユニット１０５は、最大の大きさを有しているセンサ信号に基づきＸ線検出ユニット１０２の動きを制御してよい。
【００７５】
更には、図５及び６は、本発明の好適な実施形態に従うスイッチング回路Ｋ１〜Ｋ５を示すことに留意されたい。なお、それらは限定ではなく、当業者であれば、同様の機能を実現する別の回路を考え付くことできるだろう。
【００７６】
更には、本発明のいくつかの実施形態に従って、Ｘ線イメージング装置は、レーザビームが複数のセンサのうちのいずれによっても受光されないことを複数のセンサ信号が示す場合に、指示信号（indicating  signal）を出力するユーザインターフェイスを有することが考えられてよい。実施形態において、複数のセンサ信号のうちのどれもが更なる閾値よりも高くない場合に、それは、レーザビームが複数のセンサのうちのいずれによっても受光されないことを示す。指示信号は、視覚又は音声信号であってよい。このようにして、オペレータは、レーザビームが複数のセンサの検出範囲から離れて動いていることを知らされてよい。オペレータは、Ｘ線検出器及びＸ線源を手動によりアライメントしてよい。更なる閾値は、上述された所定の閾値とは異なってよい。特に、更なる閾値は、Ｘ線検出器がノイズ信号に起因して誤って動かされることを回避するよう、所定の閾値よりも高くてよい。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態に従って、Ｘ線イメージング装置は、Ｘ線検出ユニットを手動で動かすためにオペレータによって使用される手動制御ボタンを有することも考えられてよい。
【００７８】
加えて、且つ、代替的に、レーザビームが複数のセンサのいずれによっても受光されないことを複数のセンサ信号が示す場合に、実施形態において、制御ユニットは、レーザビームが複数のセンサのうちの少なくとも１つによって受光されることを複数のセンサ信号が示すまで、ランダムに、又は所定の軌跡に従って、動かすよう更に構成されてよい。例えば、所定の軌跡は、Ｘ線検出ユニットの可能範囲の端からもう一方の端までの軌跡であることができる。
【００７９】
図７は、本発明の実施形態に従うＸ線イメージング方法を示すフローチャートである。
【００８０】
ステップ７０１で、Ｘ線源ユニット１０１から放射されるＸ線ビームを位置決めするためのレーザビームＬａが放射される。Ｘ線源ユニット１０１は、Ｘ線ビームを放射するＸ線源と、レーザビームを放射するよう適応されるレーザとを有する。レーザビームは、Ｘ線源によって放射されるＸ線ビームが照射する対象の部位の、軸（Ｘ）に沿った１つ以上の中心位置を示す。Ｘ線源ユニット１０１は、Ｘ線源ユニット１０１から放射されたレーザビームがＸ線源ユニット１０１の運動中にＸ軸に沿って異なる位置に向くように、可動であるよう適応される。レーザビームは、複数のセンサ１０４によって受光される。複数のセンサ１０４は、Ｘ軸に沿った直線に従って、Ｘ線検出器１２とともに、Ｘ線検出ユニット１０２において固定して配置され、そして、Ｘ線源ユニット１０１の動きに応じて軸に沿ってＸ線検出器１２とともに可動であるよう適応される。
【００８１】
ステップ７０２で、複数のセンサ信号が、複数のセンサ１０４によって生成されてよい。複数のセンサ信号の夫々は、複数のセンサ１０４の中の対応するセンサによって生成される。複数のセンサ１０４は、Ｘ線検出器の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの第１の組Ｃと、Ｘ線検出器の中心に対して第１の側及び第２の側に夫々位置するセンサの第２及び第３の組Ｌ、Ｒとを有する。
【００８２】
ステップ７０３で、軸に沿ったＸ線検出器の動きは、複数のセンサ信号に基づき制御される。これは、制御ユニット１０５によって実施されてよい。
【００８３】
Ｘ線イメージング方法は、レーザがセンサの第２の組Ｌに向けてレーザビームを放射していることを複数のセンサ信号が示す場合には、第２の側に向けて動くように、レーザがセンサの第３の組Ｒに向けてレーザビームを放射していることを複数のセンサ信号が示す場合には、第２の側に向けて動くようにＸ線検出器１２を制御すること、及び／又はレーザがセンサの第１の組Ｃに向けてレーザビームを放射していることを複数のセンサ信号が示す場合には、停止するようにＸ線検出器１２を制御することを更に有してよい。
【００８４】
センサの第２及び第３の各組がセンサの第１のサブセットＨＳＬ、ＨＳＲ及びセンサの第２のサブセットＬＳＬ、ＬＳＲを夫々有する場合において、センサの第２及び第３の組のセンサの第１のサブセットＨＳＬ、ＨＳＲは、センサの第２及び第３の組Ｌ、Ｒのセンサの第２のサブセットＬＳＬ、ＬＳＲに対して、Ｘ線検出器の中心から離れて位置し、Ｘ線イメージング方法は、レーザがセンサの第１のサブセットＨＳＬ、ＨＳＲに向けてレーザビームを放射していることを複数のセンサ信号が示す場合には第１の速度で、レーザがセンサの第２のサブセットＬＳＬ、ＬＳＲに向けてレーザビームを放射していることを複数のセンサ信号が示す場合には第２の速度で動くようにＸ線検出器１２を制御することを更に有し、このとき、第１の速度は第２の速度よりも速い。
【００８５】
図７に図示されていないが、一実施形態において、Ｘ線イメージング方法は、複数のセンサ信号の夫々を所定の閾値と比較して比較結果を得、該比較結果に基づきＸ線検出器１２の動きを制御することを有してよい。特に、制御信号は、Ｘ線検出器１２の動きを駆動するモータへ出力されるよう、比較結果に基づき生成されてよい。
【００８６】
更なる実施形態において、Ｘ線イメージング方法は、第１のセンサ及び第２のセンサからのセンサ信号の大きさが両方とも所定の閾値よりも大きいことを２つのセンサ信号に対応する２つの比較結果が示すときに、第２のセンサからのセンサ信号を比較することによって得られた比較結果に基づき制御信号を生成することを有してよく、制御信号は、第２のセンサからのセンサ信号を第１の所定の閾値と比較することによって得られた比較結果を取り消し又は無効にするようスイッチング回路をオフすることによって、生成される。このとき、第１のセンサ及び第２のセンサは、Ｘ線検出器１２の中心に対して同じ側に位置するセンサの別の組に属する。第２のセンサは、第１のセンサに対して、Ｘ線検出器１２の中心に隣接して位置し、あるいは、第２のセンサは、Ｘ線検出器１２の中心に又は該中心に隣接して位置するセンサの第１の組Ｃの部分である。
【００８７】
Ｘ線イメージング装置及び方法は、上記のＸ線イメージング装置及び方法に制限されるべきではないことに留意されたい。当業者に明らかなように、請求される本発明の様々な態様は、それらの具体的な詳細から外れた他の例において実施されてよい。
【００８８】
更には、特定の実施形態が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。
【００８９】
上記の実施形態は、本発明を説明するものであって、限定するものではなく、当業者であれば、添付の特許請求の範囲の適用範囲から逸脱することなしに、代替の実施形態を設計することができることが留意されるべきである。特許請求の範囲において、括弧に入れられた如何なる参照符号も、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。語「有する（comprising）」は、請求項において又は本明細書において挙げられていない要素又はステップの存在を除外するものではない。要素の単称（すなわち、要素の前に付けられた不定冠詞a又はan）は、そのような要素の複数の存在を除外するものではない。いくつかのユニットを列挙する製品クレームにおいて、それらのユニットのうちのいくつかは、ソフトウェア及び／又はハードウェアの同一アイテムによって具現され得る。語「第１」、「第２」、「第３」などの使用は、如何なる順序も示すものではない。それらの語は、名称として解釈されるべきである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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