(57)【要約】【課題】複数の画像データ信号出力手段の駆動と出力信号処理を行うＸ線撮像装置を提供する。【解決手段】Ｘ線撮像装置は、Ｘ線を受けて画像データとして出力する複数の画像データ信号出力手段４５ａ〜４５ｎと、各画像データ信号出力手段４５ａ〜４５ｎにそれぞれ備えられ、Ｘ線を受けた時にＸ線検知信号を出力するフォトダイオード等のＸ線検知手段６０ａ〜６０ａと、Ｘ線検知手段６０ａ〜６０ａの出力に応じて画像データ出力手段の判別をする判別手段６１と、複数の画像データ信号出力手段からの信号を処理する信号処理手段１７とを備える。切り替える操作なしに１つの信号処理手段１７に対して複数の画像データ信号出力手段４５ａ〜４５ｎからの入力を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を受けて画像データとして出力する複数の画像データ信号出力手段と、
前記各画像データ信号出力手段にそれぞれ対応し、かつ前記画像データ信号出力手段がＸ線を受けたときにＸ線検知信号を出力する複数のＸ線検知手段と、
前記Ｘ線検知手段の出力に応じて前記複数の画像データ信号出力手段のうちＸ線を受けているものを判別する判別手段と、
前記判別手段で判別された画像データ信号出力手段からの信号を処理する信号処理手段と
を備えたＸ線撮像装置。
【請求項２】
前記Ｘ線検知手段はフォトダイオードとした請求項１のＸ線撮像装置。
【請求項３】
前記判別手段はフォトダイオードからの出力を電流−電圧変換手段により電圧に変換したのち電圧増幅してコンパレータでＸ線検知信号の有無を判定するようにした請求項２記載のＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムを使用することなくデジタル処理によってＸ線撮像データを得るＸ線撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線を用いて外部からは肉眼で見ることのできない内部構造を見るための方法は、従来のフィルムを用いた方法から、ＣＣＤなど、Ｘ線から変換された光（可視光）を電荷に変えるデバイスを用いた方法に変わりつつある。この方法は、被写体を透過してきたＸ線を光に変換する物質を通してＣＣＤなどのセンサで受け、１画素ずつデジタル化された画像データとして画像表示装置に表示させるものである。これにより旧来フィルムにＸ線を照射していた方法に比べ、フィルムを現像する手間が省け、被写体を確認するまでの時間が短縮される。しかも画像データがデジタル化されるので、磁気や光学などの記憶媒体に記憶させることができ、収納の省スペース化や経年変化のない保存が可能となっている。さらに確認する時点で画像の再処理が可能で、明るさやコントラスト、画像の拡大などが自由に調整でき、フィルム方式に比べて高度な確認ができるようになっている。このようにＸ線撮像のデジタル化は例えば医科用、歯科用では診断の補助、工業用非破壊検査装置では検査の効率向上などにつながりその有用性は大きい。
【０００３】
このようなＸ線を用いた方式に用いるＸ線センサは、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子を用いた光学センサ表面にＸ線を可視光に変換する蛍光体（シンチレータ、例えばＧｄ2 Ｏ2 Ｓ）が設けられておりＸ線を可視光に変換して光学センサで捉え、これをデジタル化して信号処理し蓄積や表示などを行う。これらのＸ線センサは被写体の大きさにより最適な大きさのものを用意すると利便性が向上する。とりわけ歯科用の口腔内設置型のセンサなどにおいては、大人と子供では口腔や被写体である歯の大きさが異なるため、大人での使用に最適な大きさのセンサを子供に使用しようとしても口腔内に入らず使用できない。一方、子供の口腔に合わせたセンサを大人に使用すると、面積が限られてしまい、歯の全体像が得られないなど使い勝手が悪い点が生じる。したがって、このような用途では、適切な大きさのセンサを判別して使用できると非常に効率的である。
【０００４】
このような用途の従来のＸ線撮像装置には例えば特許文献１に示すようなものがある。図３は特許文献１に示すＸ線撮像装置のブロック図である。図３において１はＸ線照射装置、２はＸ線、３は被照射物、４は被照射物３を通過したＸ線、５ａは蛍光体、６ａはＣＣＤ素子である。蛍光体５ａとＣＣＤ素子６ａとで画像データ信号出力手段としてのＣＣＤセンサ３５ａを構成している。このＸ線撮像装置はｎ個のＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎを備える。これは、使用目的に応じ、例えば歯科用であれば大人用と子供用などのような使い分けを可能にするためであり、各ＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎは、それぞれに蛍光体５ａ〜５ｎ、ＣＣＤ素子６ａ〜６ｎを備えた同様の構成をとっている。また、７は画像アナログ信号、８はＣＣＤ駆動信号、１５はＣＣＤセンサ駆動手段、１６はＣＣＤセンサ設定信号、１７は信号処理手段、１８は処理された画像アナログ信号、１９はＡ／Ｄ変換手段、２１は記憶手段、２３は表示手段、２５はＣＲＴ等の表示機器、２６は画像データ出力手段検出手段、２７は出力手段検出用駆動手段、２８は出力手段検出用駆動信号、２９は出力手段検出用画像アナログ信号を示す。
【０００５】
この構成のＸ線撮像装置は以下のように動作する。使用者はまず、Ｘ線撮像装置に備えられたＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのうち使用目的に応じたＣＣＤセンサ、例えばＣＣＤセンサ３５ａを判別・選択してＸ線照射装置１からのＸ線２が被照射物３を透過してＣＣＤセンサ３５ａに到達するような位置に設置する。
【０００６】
Ｘ線照射装置１からＸ線２が照射されると、被照射物３を通過したＸ線４は蛍光体５ａによって可視光に変換されＣＣＤ素子６ａに到達する。このＸ線撮像装置には前述のとおり複数のＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎに出力手段検出用駆動手段２７と、画像データ出力手段検出手段２６が接続してある。出力手段検出用駆動手段２７は、ＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎを共通して駆動できる出力手段検出用駆動信号２８をＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎに常に出力している。今、複数あるＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのうちの１つであるＣＣＤセンサ３５ａがＸ線を受けると、ＣＣＤセンサ３５ａだけ出力手段検出用画像アナログ信号２９を画像データ出力手段検出手段２６に送出する。
【０００７】
画像データ出力手段検出手段２６は、出力手段検出用画像アナログ信号２９が入力されると出力元のＣＣＤセンサ３５ａを特定し、特定したＣＣＤセンサ３５ａに対応した駆動を行うためのＣＣＤセンサ設定信号１６をＣＣＤセンサ駆動手段１５と信号処理手段１７に送る。ＣＣＤセンサ駆動手段１５は、ＣＣＤセンサ設定信号１６に応じてＣＣＤセンサ３５ａに最適なＣＣＤ駆動信号８を送出する。これはＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎの画素数が異なる場合、ＣＣＤ駆動信号８も該当するセンサに応じた信号にする必要があり、このＣＣＤ駆動信号８の設定をＣＣＤセンサ駆動手段１５で行うことにより該当するＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎに応じたＣＣＤ駆動信号８を送出できるようにするためである。この動作によりＣＣＤ素子６ａがそれ自体の画素数などに応じた最適な波形で駆動されることにより、各画素が受けた光量に応じた信号を画像アナログ信号７として信号処理手段１７に出力する。
【０００８】
信号処理手段１７は画像データ出力手段検出手段２６が出力したＣＣＤセンサ設定信号１６に応じて最適な信号処理を行い、画像アナログ信号７をＡ／Ｄ変換するのに必要な状態に信号処理を行う。最後に、処理された画像アナログ信号１８はＡ／Ｄ変換手段１９によりデジタル値に変換されて記憶手段２１に記憶され、さらに必要に応じて表示手段２３によりＣＲＴ等の表示機器２５に画像として表示される。
【０００９】
この一連の動作ではＣＣＤセンサ３５ａを判別して使用した場合を説明してきたが、用途によって複数備えられたＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのうちどれを使用しても、画像データ出力手段検出手段２６により出力手段検出用画像アナログ信号２９を出力したＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのいずれか１つを特定し、特定したＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのいずれか１つを設定するＣＣＤセンサ設定信号１６をＣＣＤセンサ駆動手段１５と信号処理手段１７に送ることにより、Ｘ線を受けたＣＣＤセンサを自動的に判別し、それに適切な駆動信号を与え、適切な信号処理を行うことにより、Ｘ線画像を得ることができる。
【００１０】
以上のように、従来のＸ線撮像装置は、装置に備えられた複数のＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのうち最適なものを１つ判別して使用するだけで、出力手段検出用駆動手段２７と画像データ出力手段検出手段２６によって、判別したＣＣＤセンサに最適な駆動信号を与えるとともに最適な信号処理を行える。したがって、１つのＣＣＤセンサ駆動手段１５と信号処理手段１７で複数のＣＣＤセンサを面倒な切り替え作業などなく行えるため種類の異なるＣＣＤセンサを使用するのに取り扱いやすさが向上し、多く患者が来院する忙しい歯科医院や、工場の生産、検査現場などの複数のＣＣＤセンサを判別して使用する必要のある用途で使用する場合などに有用である。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１２８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記した従来のＸ線撮像装置では，ＣＣＤセンサ３５ａ〜３５ｎのうちどのＣＣＤセンサが使用されているのかを画像データ出力手段検出手段２６を用いて検出しているため、以下のような課題があった。
【００１３】
まず、画像データ出力手段検出手段２６によりＸ線の有無を検出するためには常に画像を得る必要があるため、検出をするために出力手段検出用駆動手段２７を備える必要があった。これは、必ずしもすべての画素をコントロールする必要がないので出力検出用駆動手段２７はＣＣＤ駆動手段１５より簡易なものが使用できるとはいえ、出力検出用画像アナログ信号２９を得るために出力検出用駆動手段２７が備える必要のある駆動出力回路は単純な回路とはならない。とりわけこの例のようなＣＣＤセンサにおいては各画素に応じた電荷転送を行う必要があり、一定の規模の順序回路が必要となる。これは単純な汎用ロジックＩＣ数個で構成できるものではなく、一定の集積度をもったＬＳＩを使用する必要がある。
【００１４】
また、画像データ出力手段検出手段２６そのものの構成も単純なものとはいかない。これは出力手段検出用駆動手段２７により画素数を限定しているとは言え、その画像データを解析してＸ線が照射されて正しく得られたものなのかどうかを判定する必要があり一種の画像認識処理をする必要がある。これも単純な判定ではないため出力検出用駆動手段２７と同様コンパレータや汎用ロジックＩＣといった単純なデバイスで構成することはできなかった。
【００１５】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、複数の画像データ信号出力手段のうちどれがＸ線を受けて画像データを出力しているかの判定を単純ないし簡単な構成で実行するＸ線撮像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】
【００１６】
上記した課題を解決するために本発明におけるＸ線撮像装置は、Ｘ線を受けて画像データとして出力する複数の画像データ信号出力手段と、前記各画像データ信号出力手段にそれぞれ対応し、かつ前記画像データ信号出力手段がＸ線を受けたときにＸ線検知信号を出力する複数のＸ線検知手段と、前記Ｘ線検知手段の出力に応じて前記複数の画像データ信号出力手段のうちＸ線を受けているものを判別する判別手段と、前記判別手段で判別された画像データ信号出力手段からの信号を処理する信号処理手段とを備える。
【００１７】
Ｘ線検知信号を出力したＸ線検知手段が備えられた画像データ出力手段からの画像データを判別手段により判別して信号処理手段により信号を処理することにより、使用者が複数ある画像データ信号出力手段のうち用途に応じて適切なものを選んで使用するだけで必要な画像データ信号出力手段からの画像データを得ることができる。また、判別手段はＸ線検知手段からの出力に応じて複数の画像データ信号出力手段のうち実際にＸ線を受けて画像データを出力しているものを判定ないし判別する。言い換えれば、判別は、画像データ信号出力手段からの出力を使用せず、画像データ信号出力手段とは別個のＸ線検知手段からの出力を使用する。従って、判別手段は、画像データ信号出力手段を駆動する必要も画像データ信号出力手段からの出力に対して一種の画像認識処理を行う必要もないので、比較的簡易なデバイスで構成できる。
【００１８】
さらに、本発明のＸ線撮像装置は、Ｘ線検知手段をフォトダイオードとすることで、Ｘ線検知手段を簡単な信号処理で構成することができ、より安価で使い勝手のよいＸ線撮像装置となる。
【００１９】
さらに、判別手段がフォトダイオードからの出力を電流−電圧変換手段により電圧に変換したのち電圧増幅してコンパレータでＸ線検知信号の有無を判定することで、より安価で使い勝手のよいＸ線撮像装置となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明におけるＸ線撮像装置は、複数の画像データ信号出力手段にそれぞれ備えられたＸ線検知手段からの検知信号により、画像データ出力手段の判別を判別手段により行い、信号処理手段により撮像に使用した画像データ出力手段からの画像信号を処理するので、複数ある画像データ出力手段のうち、撮像に使用した画像データ出力手段を自動的に判別し最適な信号処理を行う。そのため、使用者が複数ある画像データ出力手段のうちどの画像データ出力手段を使用するかを操作により判別して選択することなく撮像目的に応じた画像データ出力手段を選んで撮像対象にセットし、Ｘ線を照射するという操作だけで必要な画像データを確実に得ることができるＸ線撮像装置を単純な構成で供給することができるので、より広いユーザー層にＸ線撮像装置を普及させることができ、より確実な医科、歯科の診断補助や工業用の検査を広く普及させることに貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態であるＸ線撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図３を参照して説明した従来のＸ線撮像装置と同一の構成要素については、同一符号を用いて説明は省略する。本実施の形態のＸ線撮像装置は、従来と同じく様々な用途に適切な画像データ信号出力手段としてのＣＣＤセンサ４５ａ〜４５ｎが複数備えられている。従来と異なる点はそれぞれのＣＣＤセンサ４５ａ〜４５ｎの蛍光体５５a〜5５ｎの近傍にＸ線検知手段としてのフォトダイオード６０ａ〜６０ｎが備えられている点にある。さらに、フォトダイオード６０ａ〜６０ｎの出力はＸ線検知信号６２ａ〜６２ｎとして判別手段６１に入力されている。判別手段６１からは、従来例と同じくＣＣＤセンサ設定信号１６がＣＣＤ駆動手段１５および信号処理手段１７に入力されている。
【００２３】
以下、本構成の動作を使用者がＣＣＤセンサ４５ａを判別し、撮像を行う場合を例に本実施の形態の動作を説明する。
【００２４】
Ｘ線照射装置１からＸ線２が照射され、被照射物３を透過したＸ線４を、蛍光体５５aが受けると蛍光体５５aはＸ線４を光（可視光）に変換する。このとき、変換された光は従来と同じくＣＣＤ素子５６aに到達するが、その近傍に備えられたフォトダイオード６０ａにも同時に到達する。対応するＣＣＤセンサ４５ａ（そのフォトダイオード６０aが近傍に配置されているＣＣＤセンサ４５ａ）と同時に光を受光したフォトダイオード６０aはＸ線検知信号６２ａを出力し、これが判別手段６１に入力される。
【００２５】
判別手段６１はＸ線検知信号６２ａの受信によりＣＣＤセンサ４５ａにＸ線が照射されたことを検出し、ＣＣＤセンサ４５ａに最適な画像データを得られるようにＣＣＤ駆動手段設定信号１６をＣＣＤセンサ駆動手段１５に出力する。ＣＣＤセンサ駆動手段１５はＣＣＤ駆動手段設定信号１６に応じてＣＣＤセンサ４５ａに最適なＣＣＤ駆動信号８を出力する。そのため、ＣＣＤ素子５６aはそれ自体の画素数などに応じた最適な波形で駆動され、前述したＸ線照射の結果として蛍光体５５aで変換された光エネルギーにより蓄積された電荷を順次画像アナログ信号７として信号処理手段１７に出力する。
【００２６】
ＣＣＤ手段設定信号１６は信号処理手段１７にも同時に入力されているため、ＣＣＤ信号処理手段１７はＣＣＤ素子５６aから出力される画像アナログ信号７に最適な処理を行うことができる。ＣＣＤ信号処理手段１７で処理され画像アナログ信号１８はＡ／Ｄ変換手段１９を経て記憶手段２１に記憶され、必要に応じて表示手段２３によってＣＲＴ等の表示機器２５に画像表示される。
【００２７】
ここで、本実施の形態が従来のＸ線撮像装置（図３参照）より有利となる点はどのＣＣＤセンサが判別されてＸ線が照射されたかを判定するためにフォトダイオード６０ａ〜６０ｎを用いているので、判別手段１７は非常な単純ないし簡易な構成で実行できることにある。この判定の回路は、たとえば図２のように、フォトダイオード６０ａ〜６０ｎの出力電流を電流−電圧変換回路６３ａ〜６３ｎに加えて電圧に変換したのちアンプ６４ａ〜６４ｎで増幅し、コンパレータ６５ａ〜６５ｎで一定電圧と比較し、その結果出力される２値の信号の判定をマイクロコンピュータ６６のデジタル入力ポートに入力する構成をとることができ、この構成には以下の利点がある。
【００２８】
まず、どのＣＣＤセンサにＸ線が照射されたかを判別するために従来必要となっていた出力手段検出用駆動手段２７のような検知用の駆動信号回路を設けて駆動する必要がない。図２から分かるとおり、フォトダイオード６０ａ〜６０ｎはその原理よりＸ線照射による光信号を受けて電流出力を行うため、電流−電圧変換を行ってこれを増幅するだけでＸ線検知信号を出力することができる。これは単純なオペアンプなどで構成でき、従来のように複雑な順序回路を用いてＸ線検知用の信号を入力する必要はまったくない。
【００２９】
さらに、Ｘ線検知信号は図２においてはコンパレータ６５ａ〜６５ｎから出力される２値の信号を処理すればよく、従来例のように画像データ出力手段検出手段２６を用いた一種の画像認識のような複雑な処理を行う必要もなく、非常に単純な判定だけでよくなる。ここでは説明のためにコンパレータ６５ａ〜６５ｎをディスクリートのものにしているが、マイクロコンピュータ６６のＡ／Ｄポートで増幅後のアナログ信号を処理しても本発明を逸脱するものではない。
【００３０】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態のＸ線撮像装置は、ＣＣＤセンサ４５ａ〜４５ｎにそれぞれＸ線検知手段としてのフォトダイオード６０ａ〜６０ｎを備え、これから出力されるＸ線検知信号６２ａ〜６２ｎにより判別手段６１がどのＣＣＤセンサが使用されているかを検出し、ＣＣＤ手段設定信号１６をＣＣＤセンサ駆動手段１５と信号処理手段１７に送ることで、判別されたＣＣＤセンサに最適な駆動と信号処理が行えるので大人と子供など種類の異なるＣＣＤセンサを頻繁に変えながら使用する歯科用途や、検出部位に最適なセンサを判別する必要のある工場内の検査用途などに使用する上で経済性、取り扱いやすさの上で非常に有用なものを提供することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態では画像データ出力手段にはＣＣＤ素子５６a〜５６ｎを用いているが、本発明においては、撮像素子はＣＣＤに限定する必要はなく、ＣＭＯＳ素子などのほかの撮像装置を用いても完全に適用することができる。さらに、Ｘ線検出手段として蛍光体からの光を検出するフォトダイオード６０ａ〜６０ｎを用いて検出しているがフォトダイオード６０ａ〜６０ｎは現状において有力な判別肢であるものの、場合によっては他の光検出素子や、Ｘ線そのものを検出する素子を用いても検出することができるのはいうまでもない。また、回路構成においてもフォトダイオード６０ａ〜６０ｎの出力を電流−電圧検出によって検出しているが、フォトダイオードの判別によって電圧によって直接検出してもよいし、他の検出素子を用いた場合、その検出素子に応じた回路を用いればよく、本発明の内容は逸脱しない。さらに、本実施例ではＣＣＤセンサ駆動手段１５と信号処理手段１７には複数のＣＣＤセンサ４５ａ〜３５ｎを同時に接続しているが、撮像素子によっては同じ信号線に複数のセンサを同時に接続していると相互に干渉しあって最終的に得られる画像に悪影響が出る可能性がある。この場合、ＣＣＤセンサ毎にＣＣＤ駆動手段１５および信号処理手段１７をそれぞれ設置してもよいし、判別手段６１から出力されるＣＣＤセンサ設定信号１６によりＣＣＤセンサを自動的に切り換える構成をとって互いに干渉を抑えるなどの工夫を行うことで回避するなどを行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のＸ線撮像装置は、使用者に煩雑な切り替え操作を行うことなく適切は画像データ出力手段を判別して撮像するだけで確実に撮像を行うことができるため、特に大人や子供など目的に応じて適切な画像データ出力手段を判別する必要があり、かつ、被爆量を最小にするために撮像のやり直しをできるだけ行わないようにする必要がある歯科治療を実施するめの診断用や、撮像部位の応じて最適な画像データ出力手段を切り換える必要のある検査用途などとして極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態におけるＸ線撮像装置のブロック図。
【図２】本発明の実施の形態における判別手段のＸ線検知信号処理部の回路図。
【図３】従来のＸ線撮像装置のブロック図。
【符号の説明】
【００３４】
１  Ｘ線照射装置
２  Ｘ線
３  被照射物
４  被照射物を通過したＸ線
７  画像アナログ信号
８  ＣＣＤ駆動信号
１５  ＣＣＤセンサ駆動手段
１７  信号処理手段
１６  ＣＣＤセンサ設定信号
１８  処理された画像アナログ信号
１９  Ａ／Ｄ変換手段
２１  記憶手段
２３  表示手段
２５  ＣＲＴ
４５ａ〜４５ｎ  ＣＣＤセンサ
５５ａ〜５５ｎ  蛍光体
５６ａ〜５６ｎ  ＣＣＤ素子
６０ａ〜６０ｎ  フォトダイオード
６１  判別手段
６２ａ〜６２ｎ  Ｘ線検知信号
６３ａ〜６３ｎ  電流−電圧変換回路
６４ａ〜６４ｎ  アンプ回路
６５ａ〜６５ｎ  コンパレータ
６６  マイクロコンピュータ
【図１】
2009297379.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009297379.tif 000005