JP2786441B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents
Ｘ線検査装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/64—Circuit arrangements for X-ray apparatus incorporating image intensifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
-
- H—ELECTRICITY
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- H05G—X-RAY TECHNIQUE
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- H05G1/30—Controlling
- H05G1/36—Temperature of anode; Brightness of image power
-
- H—ELECTRICITY
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- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
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- H05G1/44—Exposure time using arrangements for switching when a predetermined dose of radiation has been applied, e.g. in which the switching instant is determined by measuring the electrical energy supplied to the tube in which the switching instant is determined by measuring the amount of radiation directly
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は入力スクリーンと出力スクリーンを有するＸ
線イメージ増倍管と、画像処理及び画像記録装置と、前
記出力スクリーンの少なくとも略々全域からのイメージ
情報を含む部分光ビームを選択し検出する補助光検出装
置とを具えるＸ線検査装置に関するものである。 この種のＸ線検査装置は米国特許第4472826号明細書
から既知である。これに開示されている装置では、ビー
ム選択器により光ビームから選択した部分光ビームを光
検出器により装置の輝度制御用の信号に変換している。
また、検出用の選択した部分光ビームのビーム路内に絞
りを配置することにより出力スクリーンの部分区域を輝
度制御信号の形成のために選択することができるように
している。この測定区域の選択により、画像情報に僅か
しか或いは全く寄与しない画像の部分区域が輝度制御に
使用されることを避けることができる。測定区域を選択
するための絞りの取替え又は調整は比較的時間のかかる
操作であり、測定区域の数及びこれら区域の位置の選択
の自由が著しく制限されると共に、測定区域を画像内容
に適合させることがオンラインで行えないため、この方
法では実用上満足な輝度制度を得ることはできない。こ
の問題は画像情報を一層きびしい要件に適合させようと
するほど及び一層低い線量にしようと努力するほど大き
くなる。 既知の補助光検出装置は、選択した部分光ビームが幾
何学的に略々画像全体を含む場合でも、全光束について
の情報を発生するのみであり、従って積分された又は平
均の輝度に関する信号を発生するのみである。診断画像
に対するコントラスト及び解像度に関する要求がきびし
くなるにつれて、画像の空間輝度データおよびコントラ
ストデータも使用し得る画像制御装置の必要性が生じて
きている。 本発明の目的は上述の問題を克服することにあり、こ
の目的のために、本発明は上述した種類のＸ線検査装置
において、補助光検出装置は２次元の光検出器アレーを
具えるものとしたことを特徴とする。 本発明装置によれば、輝度制御のために任意の測定区
域を電子制御により、必要に応じ完全に自動的に選択す
ることが可能になる。この選択方法によれば機械的操作
は完全に除去され、測定区域を予め所望の如くプログラ
ムすることができ、また観察中の画像内容の結果として
オンラインで選択することができる。 しかも、個々に読出し得る画像要素が実質的に画像全
体を含み得る測定区域内にあるので、イメージ増倍管の
出力画像のコントラスト及び輝度分布に関する情報を補
助検出信号から取り出すこともできる。この情報を用い
て、通常の全体的な輝度制御に加えて、コントラスト及
び輝度分布を最適にすることもできる。 本発明の好適例では、検出器アレーを直交する２方向
に直線的に個々に制御し得る直交配置の光検出器、例え
ば光感応CCD素子のアレーとする。この種のアレーは例
えば８×８〜64×64光検出器を含むものとすることがで
きる。 このように構成配置された検出器アレーを用いると、
イメージ増倍管からの出力画像を、装置における実際の
画像形成前に、形成中に及び必要に応じ形成後でも記録
し評価することが可能になる。斯くして得られた画像構
造に関する情報（局部的輝度だけでなくコントラスト及
び輝度変化範囲にも関する情報）を用いて装置内の多数
の画像決定量を調整及び制御することができる。これが
ため、例えば略々アレー全体から取り出された信号を全
体的な輝度制御に用いて自動利得制御を必要に応じ完全
に自動的に達成することができる。 アレーの一部の検出素子を選択することにより（この
ためには一部の検出素子のみを動作させる必要があ
る）、測定区域を画像内におけるその大きさ、幾何形状
及び位置について任意に決定することができる。例え
ば、測定区域を検査の性質並びに物体の形状に対し予め
決定することができる。測定区域内に位置する検出素子
から取り出された信号を用いて画像全体の輝度を当該画
像内容に適合させることができる。この輝度制御におけ
る測定区域の形状は例えば装置内のＸ線ビームに対する
絞り開口に適合させることができる。例えば、絞り測定
区域の一部分をマスクする必要がある場合には、この部
分が輝度制御に参加しないようにする必要がある。これ
はスイッチング機構により容易に行うことができ、例え
ば検出素子を選択する絞り制御装置により行うことがで
きる。 他方、個々の検出素子の信号に対し最大許容値を設定
することにより測定区域を画像内のブルーミングの発生
に容易に適合させることもできる。“ブルーミング”は
Ｘ線ビームが入力スクリーン上に物体を通過することな
く射突する画像部分に発生する。選択した測定区域内の
ブルーミングにより無効にされる検出素子は許容最大値
に基づいて輝度制御から除外することができる。これが
ため、測定区域の検査物体の形状への自動的な適合が得
られ、このために不完全であっても（ブルーミングを発
生する）絞り調整を行うのが好ましい。何れの場合、即
ち測定区域内が絞りでマスクされる場合も測定区域内に
ブルーミングが生ずる場合もこのように除外される各検
出素子に対し別の検出素子を付加することもできる。こ
れがため、測定区域はいわば画像上を移動し、測定区域
信号と総合画像強度との幾何整合が一定値に維持され
る。この追加の利点は測定区域信号のダイナミックレン
ジが不必要に増加しないため更に制御輝度の向上が得ら
れる点にある。移動する測定区域は例えば物体の周辺各
部のダイナミック検査に好都合でもある。これがため、
例えば測定区域を血管撮影のための全Ｘ線露光サイクル
に亘って選択した血管にかなり大ざっぱでも追跡させる
ことができる。 本発明の測定区域検出装置によれば、例えば米国特許
第4,024,225号明細書に開示されているようなディジタ
ル画像処理を具える装置において著しい撮像の改善を得
ることもできる。このタイプの装置の欠点は画像全部を
かなり多数のグレースケールビットに常にディジタル化
する必要がある点にある。測定区域の選択によって画像
の当該区域に対して有効レンジのグレースケール値を決
定するようにすることにより、画像全部のディジタル化
を画像情報の損失なしに当該区域に制限することができ
る。また、測定区域の各画像要素に対してグレースケー
ル値をディジタル化処理において減少して全体としての
画像のダイナミックレンジを当該画像情報の損失なしに
著しく低減することができる。他方、処理すべき最大ビ
ット数を維持して当該画像情報を例えば高強度−高分解
能を有するものに変換して画質の改善を達成することも
できる。 本発明の補助検出システムは画像内容のヒストグラム
の構造に関する十分な情報も与える。この情報を用い
て、イメージ増倍管の出力画像に対する輝度ダイナミッ
クレンジ及び輝度の傾き又はガンマのような画像処理パ
ラメータを当該画像情報が最適になるように適合させる
ことができる。 図面につき本発明を説明する。 第１図に示すＸ線検査装置は電源２を有するＸ線管１
を具え、Ｘ線ビーム３を発生して支持体４上の物体５を
けい光透視するためのものである。画像搬送Ｘ線ビーム
は入力スクリーン７と電子光学系８と出力スクリーン９
とを有するＸ線イメージ増倍管６に入射する。その出力
スクリーンから出る光ビーム10は光学結像系11により映
画撮影機12及びテレビジョン撮像管13上に結像される。
この光学結像系はその物体焦面が出力スクリーン９と一
致する第１レンズ14と、その像焦面がテレビジョンカメ
ラ13のターゲット16と一致する第２レンズ15と、これら
のレンズ間にあって光ビームを映画撮影機にも投射する
像透過部材、例えば半透鏡及び／又はスイングミラーと
を通常具えている。入力スクリーンからの光電子を出力
スクリーン上へ結像させる電子ビーム18への電磁界の妨
害影響を除去するためにＸ線イメージ増倍管は例えば米
国特許第4220890号明細書に開示されているような散乱
放射グリッドと磁気遮へいの両機能を兼ね具える格子状
入力グリッド20を有するハウジング19中に収納する。 出力スクリーン９で発生された出力窓21から出る光ビ
ーム10はレンズ14及び15間において平行ビームになる。
図示の例では、この２個のレンズ間に、結像ビーム10の
一部分23を結像ビーム10のビーム路から偏向せしめる光
学素子22を挿入してある。この光学素子22は本例では結
像ビームからその光束の0.1〜１％又は必要に応じそれ
以上の部分を偏向せしめるプリズムの形態にしてある。
この光学素子は約45゜の角度に設置した必要に応じ部分
的に透明な鏡及びファイバの束等により形成することも
できる。この光学素子22は部分光ビーム23を中央制御装
置25に接続された測定区域選択装置24に向けさせる。Ｘ
線管１のための電圧発生器26と、装置のテレビジョンチ
ェーン内の信号処理装置27と、映画撮影機12と、例えば
Ａ−Ｄ変換器を含むディジタル画像処理用の装置28とを
中央制御装置25から制御することができる。画像表示の
ためにモニタ30を設けてある。２個のモニタを用い、第
１モニタで例えば瞬時画像を常時表示し、第２モニタで
処理画像を表示することもできる。両モニタ、特に後者
のモニタからの画像を必要に応じハードコピー装置29に
より記録することができる。 測定区域選択装置24は光学結像系31（図には単レンズ
として示してある）を具え、この光学系により出力窓か
らの画像の略々全体を例えばその光度の0.1〜１％の光
度で光検出器アレー32上に縮小して表示する。これがた
め、光検出器アレー32は、少なくともその全光検出素子
を動作させれば、略々画像全体を検出することができ
る。映画撮影機12又はテレビジョン撮像管13の実際の撮
像と比較して、この検出は個々に結像すべき出力スクリ
ーン上の２個以上の像点が１個の像点としてフォトダイ
オード上に投射されるために低い分解能を有する。例え
ば32×32素子のフォトダイオードアレーが多くの場合に
十分であるが、目的に応じてもっと少数の素子のアレー
にすることもできる。特に像の内容も重要な場合には例
えば64×64素子のアレーにすることができる。結像光学
系31は単結像系として実現することができ、これは出力
スクリーンをフォトダイオードアレー上に連続像として
結像することを意味する。特に比較的少数のフォトダイ
オードの場合には、光の損失の観点から、この結像光学
系をフォトダイオードアレーに従って、例えば各フォト
ダイオードにつき１個の小レンズを具える、或いは像分
割光ファイバ光学系を具える光学系で構成するのが好適
である。しかし、半導体技術は相当高密度のフォトダイ
オードアレーを製造し得るため、多チャンネル光学系は
あまり光強度の増加をもたらさない。部分光ビーム選択
素子は例えば低反射率の鏡を用いて光ビームの全横断面
に亘ってその光強度の例えば数％を取り出すようにする
こともできる。この場合この鏡は必ずしも光ビーム内に
配置する必要はなくレンズ14の前又はレンズ15の後に配
置することもできる。 第２図はこの種の装置に好適なフォトダイオードアレ
ーの好適実施例を示すものである。フォトダイオードの
詳細な説明については例えば「Bell System Techn. Jou
rnal」Vol.49,pp.587−593,1970を参照されたい。 第2a図は直交構造のフォトダイオードアレーの一部分
を示し、各ダイオードも互に直交し、方形の活性表面40
を有している。これらダイオードは半導体技術を用いて
半導体材料のスライス内に形される。活性表面のリブ42
は例えば0.8mm、ダイオード間の間隔44は例えば0.2mmで
ある。この場合、32×32フォトダイオードアレーは、そ
の周囲の境界部は別にして、例えば３×3cm2の寸法であ
る。この場、出力スクリーンはこの表面上に結像され
る。しかし、もっと少数のフォトダイオードを用いるこ
ともできると共にそれらのサイズは本発明の要旨に関係
ない。斯かるフォトダイオードのマトリックスは例えば
列レジスタ46と行レジスタ48により駆動することがで
き、両レジスタは制御装置50により駆動される。制御装
置50は第１図に示す中央制御装置25に接続される。任意
に選択した測定区域52は線影をつけたダイオードで表わ
してある。第2b図は本例では円形フォトダイオード50の
直交構造のアレーを示し、これらフォトダイオードも同
様に列レジスタ46、行レジスタ48及び制御装置50により
個々に制御される。第2b図にも任意に選択した測定区域
52を示してある。このアレーのフォトダイオードは例え
ば1mmの直径を有し、順次の行間及び列間の中心間隔は
ともに例えば1.1mmである。32×32素子のアレーの場
合、イメージ増倍管の出力スクリーン上の画像が32×32
要素に分割される。14インチ管に対してはこのことはそ
の出力スクリーン上の画素要素は約10×10mm2になるこ
とを意味する。このタイプの検査装置にしばしば用いら
れる。例えば1000ラインの高解像度のテレビジョンチェ
ーンに対しては同じ出力スクリーン上の画像要素は0.3
×0.3mm2になる。これがため、測定区域の画像要素は約
1000個の実際の画像要素を含むことになる。これがた
め、測定区域の画像要素は光検出素子自体の幾何形状に
より直接決定されることになる。もっと高い分解能を有
するアレー、例えば512×512素子のアレーを用いること
もできる。この場合には、例えば２×２素子、４×４素
子又は８×８素子ごとにグループにしてこれらグループ
を一単位として読出し且つ制御することができる。 この検出器アレーから取り出された信号は、第１図に
しめすように、中央制御装置25を介して、例えばＸ線管
１のための電圧発生器26に、Ｘ線絞り装置34の制御機構
33を介してカメラ12に、ビデオ信号処理装置27を介して
テレビジョンカメラ13に、モニタ30に及びＡ−Ｄ変換装
置28のセッティング段に供給することができる。プログ
ラム処理及び事後けい光透視のために例えば適当なディ
ジタルメモリを中央制御装置に組込むことができる。
線イメージ増倍管と、画像処理及び画像記録装置と、前
記出力スクリーンの少なくとも略々全域からのイメージ
情報を含む部分光ビームを選択し検出する補助光検出装
置とを具えるＸ線検査装置に関するものである。 この種のＸ線検査装置は米国特許第4472826号明細書
から既知である。これに開示されている装置では、ビー
ム選択器により光ビームから選択した部分光ビームを光
検出器により装置の輝度制御用の信号に変換している。
また、検出用の選択した部分光ビームのビーム路内に絞
りを配置することにより出力スクリーンの部分区域を輝
度制御信号の形成のために選択することができるように
している。この測定区域の選択により、画像情報に僅か
しか或いは全く寄与しない画像の部分区域が輝度制御に
使用されることを避けることができる。測定区域を選択
するための絞りの取替え又は調整は比較的時間のかかる
操作であり、測定区域の数及びこれら区域の位置の選択
の自由が著しく制限されると共に、測定区域を画像内容
に適合させることがオンラインで行えないため、この方
法では実用上満足な輝度制度を得ることはできない。こ
の問題は画像情報を一層きびしい要件に適合させようと
するほど及び一層低い線量にしようと努力するほど大き
くなる。 既知の補助光検出装置は、選択した部分光ビームが幾
何学的に略々画像全体を含む場合でも、全光束について
の情報を発生するのみであり、従って積分された又は平
均の輝度に関する信号を発生するのみである。診断画像
に対するコントラスト及び解像度に関する要求がきびし
くなるにつれて、画像の空間輝度データおよびコントラ
ストデータも使用し得る画像制御装置の必要性が生じて
きている。 本発明の目的は上述の問題を克服することにあり、こ
の目的のために、本発明は上述した種類のＸ線検査装置
において、補助光検出装置は２次元の光検出器アレーを
具えるものとしたことを特徴とする。 本発明装置によれば、輝度制御のために任意の測定区
域を電子制御により、必要に応じ完全に自動的に選択す
ることが可能になる。この選択方法によれば機械的操作
は完全に除去され、測定区域を予め所望の如くプログラ
ムすることができ、また観察中の画像内容の結果として
オンラインで選択することができる。 しかも、個々に読出し得る画像要素が実質的に画像全
体を含み得る測定区域内にあるので、イメージ増倍管の
出力画像のコントラスト及び輝度分布に関する情報を補
助検出信号から取り出すこともできる。この情報を用い
て、通常の全体的な輝度制御に加えて、コントラスト及
び輝度分布を最適にすることもできる。 本発明の好適例では、検出器アレーを直交する２方向
に直線的に個々に制御し得る直交配置の光検出器、例え
ば光感応CCD素子のアレーとする。この種のアレーは例
えば８×８〜64×64光検出器を含むものとすることがで
きる。 このように構成配置された検出器アレーを用いると、
イメージ増倍管からの出力画像を、装置における実際の
画像形成前に、形成中に及び必要に応じ形成後でも記録
し評価することが可能になる。斯くして得られた画像構
造に関する情報（局部的輝度だけでなくコントラスト及
び輝度変化範囲にも関する情報）を用いて装置内の多数
の画像決定量を調整及び制御することができる。これが
ため、例えば略々アレー全体から取り出された信号を全
体的な輝度制御に用いて自動利得制御を必要に応じ完全
に自動的に達成することができる。 アレーの一部の検出素子を選択することにより（この
ためには一部の検出素子のみを動作させる必要があ
る）、測定区域を画像内におけるその大きさ、幾何形状
及び位置について任意に決定することができる。例え
ば、測定区域を検査の性質並びに物体の形状に対し予め
決定することができる。測定区域内に位置する検出素子
から取り出された信号を用いて画像全体の輝度を当該画
像内容に適合させることができる。この輝度制御におけ
る測定区域の形状は例えば装置内のＸ線ビームに対する
絞り開口に適合させることができる。例えば、絞り測定
区域の一部分をマスクする必要がある場合には、この部
分が輝度制御に参加しないようにする必要がある。これ
はスイッチング機構により容易に行うことができ、例え
ば検出素子を選択する絞り制御装置により行うことがで
きる。 他方、個々の検出素子の信号に対し最大許容値を設定
することにより測定区域を画像内のブルーミングの発生
に容易に適合させることもできる。“ブルーミング”は
Ｘ線ビームが入力スクリーン上に物体を通過することな
く射突する画像部分に発生する。選択した測定区域内の
ブルーミングにより無効にされる検出素子は許容最大値
に基づいて輝度制御から除外することができる。これが
ため、測定区域の検査物体の形状への自動的な適合が得
られ、このために不完全であっても（ブルーミングを発
生する）絞り調整を行うのが好ましい。何れの場合、即
ち測定区域内が絞りでマスクされる場合も測定区域内に
ブルーミングが生ずる場合もこのように除外される各検
出素子に対し別の検出素子を付加することもできる。こ
れがため、測定区域はいわば画像上を移動し、測定区域
信号と総合画像強度との幾何整合が一定値に維持され
る。この追加の利点は測定区域信号のダイナミックレン
ジが不必要に増加しないため更に制御輝度の向上が得ら
れる点にある。移動する測定区域は例えば物体の周辺各
部のダイナミック検査に好都合でもある。これがため、
例えば測定区域を血管撮影のための全Ｘ線露光サイクル
に亘って選択した血管にかなり大ざっぱでも追跡させる
ことができる。 本発明の測定区域検出装置によれば、例えば米国特許
第4,024,225号明細書に開示されているようなディジタ
ル画像処理を具える装置において著しい撮像の改善を得
ることもできる。このタイプの装置の欠点は画像全部を
かなり多数のグレースケールビットに常にディジタル化
する必要がある点にある。測定区域の選択によって画像
の当該区域に対して有効レンジのグレースケール値を決
定するようにすることにより、画像全部のディジタル化
を画像情報の損失なしに当該区域に制限することができ
る。また、測定区域の各画像要素に対してグレースケー
ル値をディジタル化処理において減少して全体としての
画像のダイナミックレンジを当該画像情報の損失なしに
著しく低減することができる。他方、処理すべき最大ビ
ット数を維持して当該画像情報を例えば高強度−高分解
能を有するものに変換して画質の改善を達成することも
できる。 本発明の補助検出システムは画像内容のヒストグラム
の構造に関する十分な情報も与える。この情報を用い
て、イメージ増倍管の出力画像に対する輝度ダイナミッ
クレンジ及び輝度の傾き又はガンマのような画像処理パ
ラメータを当該画像情報が最適になるように適合させる
ことができる。 図面につき本発明を説明する。 第１図に示すＸ線検査装置は電源２を有するＸ線管１
を具え、Ｘ線ビーム３を発生して支持体４上の物体５を
けい光透視するためのものである。画像搬送Ｘ線ビーム
は入力スクリーン７と電子光学系８と出力スクリーン９
とを有するＸ線イメージ増倍管６に入射する。その出力
スクリーンから出る光ビーム10は光学結像系11により映
画撮影機12及びテレビジョン撮像管13上に結像される。
この光学結像系はその物体焦面が出力スクリーン９と一
致する第１レンズ14と、その像焦面がテレビジョンカメ
ラ13のターゲット16と一致する第２レンズ15と、これら
のレンズ間にあって光ビームを映画撮影機にも投射する
像透過部材、例えば半透鏡及び／又はスイングミラーと
を通常具えている。入力スクリーンからの光電子を出力
スクリーン上へ結像させる電子ビーム18への電磁界の妨
害影響を除去するためにＸ線イメージ増倍管は例えば米
国特許第4220890号明細書に開示されているような散乱
放射グリッドと磁気遮へいの両機能を兼ね具える格子状
入力グリッド20を有するハウジング19中に収納する。 出力スクリーン９で発生された出力窓21から出る光ビ
ーム10はレンズ14及び15間において平行ビームになる。
図示の例では、この２個のレンズ間に、結像ビーム10の
一部分23を結像ビーム10のビーム路から偏向せしめる光
学素子22を挿入してある。この光学素子22は本例では結
像ビームからその光束の0.1〜１％又は必要に応じそれ
以上の部分を偏向せしめるプリズムの形態にしてある。
この光学素子は約45゜の角度に設置した必要に応じ部分
的に透明な鏡及びファイバの束等により形成することも
できる。この光学素子22は部分光ビーム23を中央制御装
置25に接続された測定区域選択装置24に向けさせる。Ｘ
線管１のための電圧発生器26と、装置のテレビジョンチ
ェーン内の信号処理装置27と、映画撮影機12と、例えば
Ａ−Ｄ変換器を含むディジタル画像処理用の装置28とを
中央制御装置25から制御することができる。画像表示の
ためにモニタ30を設けてある。２個のモニタを用い、第
１モニタで例えば瞬時画像を常時表示し、第２モニタで
処理画像を表示することもできる。両モニタ、特に後者
のモニタからの画像を必要に応じハードコピー装置29に
より記録することができる。 測定区域選択装置24は光学結像系31（図には単レンズ
として示してある）を具え、この光学系により出力窓か
らの画像の略々全体を例えばその光度の0.1〜１％の光
度で光検出器アレー32上に縮小して表示する。これがた
め、光検出器アレー32は、少なくともその全光検出素子
を動作させれば、略々画像全体を検出することができ
る。映画撮影機12又はテレビジョン撮像管13の実際の撮
像と比較して、この検出は個々に結像すべき出力スクリ
ーン上の２個以上の像点が１個の像点としてフォトダイ
オード上に投射されるために低い分解能を有する。例え
ば32×32素子のフォトダイオードアレーが多くの場合に
十分であるが、目的に応じてもっと少数の素子のアレー
にすることもできる。特に像の内容も重要な場合には例
えば64×64素子のアレーにすることができる。結像光学
系31は単結像系として実現することができ、これは出力
スクリーンをフォトダイオードアレー上に連続像として
結像することを意味する。特に比較的少数のフォトダイ
オードの場合には、光の損失の観点から、この結像光学
系をフォトダイオードアレーに従って、例えば各フォト
ダイオードにつき１個の小レンズを具える、或いは像分
割光ファイバ光学系を具える光学系で構成するのが好適
である。しかし、半導体技術は相当高密度のフォトダイ
オードアレーを製造し得るため、多チャンネル光学系は
あまり光強度の増加をもたらさない。部分光ビーム選択
素子は例えば低反射率の鏡を用いて光ビームの全横断面
に亘ってその光強度の例えば数％を取り出すようにする
こともできる。この場合この鏡は必ずしも光ビーム内に
配置する必要はなくレンズ14の前又はレンズ15の後に配
置することもできる。 第２図はこの種の装置に好適なフォトダイオードアレ
ーの好適実施例を示すものである。フォトダイオードの
詳細な説明については例えば「Bell System Techn. Jou
rnal」Vol.49,pp.587−593,1970を参照されたい。 第2a図は直交構造のフォトダイオードアレーの一部分
を示し、各ダイオードも互に直交し、方形の活性表面40
を有している。これらダイオードは半導体技術を用いて
半導体材料のスライス内に形される。活性表面のリブ42
は例えば0.8mm、ダイオード間の間隔44は例えば0.2mmで
ある。この場合、32×32フォトダイオードアレーは、そ
の周囲の境界部は別にして、例えば３×3cm2の寸法であ
る。この場、出力スクリーンはこの表面上に結像され
る。しかし、もっと少数のフォトダイオードを用いるこ
ともできると共にそれらのサイズは本発明の要旨に関係
ない。斯かるフォトダイオードのマトリックスは例えば
列レジスタ46と行レジスタ48により駆動することがで
き、両レジスタは制御装置50により駆動される。制御装
置50は第１図に示す中央制御装置25に接続される。任意
に選択した測定区域52は線影をつけたダイオードで表わ
してある。第2b図は本例では円形フォトダイオード50の
直交構造のアレーを示し、これらフォトダイオードも同
様に列レジスタ46、行レジスタ48及び制御装置50により
個々に制御される。第2b図にも任意に選択した測定区域
52を示してある。このアレーのフォトダイオードは例え
ば1mmの直径を有し、順次の行間及び列間の中心間隔は
ともに例えば1.1mmである。32×32素子のアレーの場
合、イメージ増倍管の出力スクリーン上の画像が32×32
要素に分割される。14インチ管に対してはこのことはそ
の出力スクリーン上の画素要素は約10×10mm2になるこ
とを意味する。このタイプの検査装置にしばしば用いら
れる。例えば1000ラインの高解像度のテレビジョンチェ
ーンに対しては同じ出力スクリーン上の画像要素は0.3
×0.3mm2になる。これがため、測定区域の画像要素は約
1000個の実際の画像要素を含むことになる。これがた
め、測定区域の画像要素は光検出素子自体の幾何形状に
より直接決定されることになる。もっと高い分解能を有
するアレー、例えば512×512素子のアレーを用いること
もできる。この場合には、例えば２×２素子、４×４素
子又は８×８素子ごとにグループにしてこれらグループ
を一単位として読出し且つ制御することができる。 この検出器アレーから取り出された信号は、第１図に
しめすように、中央制御装置25を介して、例えばＸ線管
１のための電圧発生器26に、Ｘ線絞り装置34の制御機構
33を介してカメラ12に、ビデオ信号処理装置27を介して
テレビジョンカメラ13に、モニタ30に及びＡ−Ｄ変換装
置28のセッティング段に供給することができる。プログ
ラム処理及び事後けい光透視のために例えば適当なディ
ジタルメモリを中央制御装置に組込むことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明Ｘ線検査装置の一例の構成図、
第２図は第１図の装置に用いるフォトダイオードアレー
の種々の例を示す線図である。 １……Ｘ線管、２……電源 ３……Ｘ線ビーム、４……支持体 ５……物体、６……イメージ増倍管 ７……入力スクリーン ８……電子光学系、９……出力スクリーン 10……光ビーム、11……光学結像系 12……映画撮影機、13……テレビジョン撮像管 14,15……レンズ、16……ターゲット 17……像透過部材、18……電子ビーム 19……ハウジング、20……格子状入力グリッド 21……出力窓 22……部分光ビーム選択光学素子 23……部分光ビーム、24……測定区域選択装置 25……中央制御装置、26……電圧発生器 27……信号処理装置、28……Ａ−Ｄ変換装置 29……ハードコピー装置 30……モニタ、31……光学結像系 32……光検出器アレー 33,34……Ｘ線絞り制御装置 46……列レジスタ、48……行レジスタ 50……制御装置、52……測定区域
の種々の例を示す線図である。 １……Ｘ線管、２……電源 ３……Ｘ線ビーム、４……支持体 ５……物体、６……イメージ増倍管 ７……入力スクリーン ８……電子光学系、９……出力スクリーン 10……光ビーム、11……光学結像系 12……映画撮影機、13……テレビジョン撮像管 14,15……レンズ、16……ターゲット 17……像透過部材、18……電子ビーム 19……ハウジング、20……格子状入力グリッド 21……出力窓 22……部分光ビーム選択光学素子 23……部分光ビーム、24……測定区域選択装置 25……中央制御装置、26……電圧発生器 27……信号処理装置、28……Ａ−Ｄ変換装置 29……ハードコピー装置 30……モニタ、31……光学結像系 32……光検出器アレー 33,34……Ｘ線絞り制御装置 46……列レジスタ、48……行レジスタ 50……制御装置、52……測定区域
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 昭60−75033（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−42419（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−95146（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−32441（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−88296（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−167300（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−150947（ＪＰ，Ａ)
実開 昭60−59399（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．物体をＸ線で照射するＸ線源と、 該Ｘ線源に対向配置され、入力スクリーンと出力スクリ
ーンを具え、入力スクリーン上のＸ線像を出力スクリー
ン上の光像に変換するよう構成されたＸ線イメージ増倍
管と、 前記出力スクリーン上の光像から電気画像信号を取り出
すよう構成された撮像装置と、 該撮像装置の出力端子に結合され、前記電気画像信号を
処理するよう構成された画像処理装置と、 光検出素子の二次元配列を有する光検出器アレーを具
え、前記出力スクリーンの少なくともほぼ全域からの画
像情報を含む部分光ビームから画像情報を選択するよう
構成された補助光検出装置とを具えたＸ線検査装置にお
いて、 前記光検出器アレーの光検出素子は前記画像情報の選択
のためにグループごとに又は個別に読み出し可能であ
り、 前記画像処理装置の画像処理パラメータが調整可能であ
り、且つ 前記補助光検出装置は、前記選択された画像情報から画
像内容のヒストグラムを形成し、該ヒストグラムに基づ
いて少なくともコントラスト又は輝度分布が最適になる
ように前記画像処理パラメータを適合させるよう構成さ
れることを特徴とするＸ線検査装置。 ２．前記補助光検出装置は、許容最大強度値以上の光検
出器信号を抑圧する最大値制御装置を具えていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線検査装置。 ３．前記ヒストグラムに基づいて画像処理装置の感度を
調整することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
Ｘ線検査装置。
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|---|---|---|---|
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| NL8502569 | 1985-09-20 |
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|---|---|
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