JPS60112180A - オフセツト量補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ線ＣＴ装置において、特にＸ線検出器からの
出力電流を検出する回路部分におけるオフセット量を補
正して真の出力を得るためのオフ２０セット量補正回路
に関するものである。

Ｘ線ＣＴ装置において、上記オフセット量が大きいとデ
ータ誤差が大きくなり、得られる画像に従来のオフセッ
ト量の補正には、（１）アナログ的補正法および（２）
ディジタル的補正法がある。第１図は前者（１）のアナ
ログ的補正法が適用された回路例を示す。第１図中、１
はＸ線検出回路、１ａは初期値設定スイッチ、２は増幅
器、３はＡＤ変換器、ＳＷｔ〜ｓｗ５はスイッチ、Ｒ１
−Ｒ５は抵抗、Ｃ１はコンデンサである。この回路例は
、補正機能についてのみ等測的に示せば第２図のように
なる。すなわち、上記（１）の方法では、補正機能の等
価回路をみれば第２図に示すような単純なものであるに
も拘らず、第１図に示すように多くのスイッチ、抵抗、
コンデンサおよび増幅器を必要とし、実装面積の増大、
信頼性の低下、さらに多チャンネル化を行った場合には
消費電力の増大、発熱等、種々の問題が生じた。また、
補正をする回路の周波数特性によって補正効果が著しく
悪化するという問題もあった。

第３図は上記（２）のディジタル的補正法が適用された
回路例を示す。第３図中、４は減算器、５はメモリ、Ｓ
Ｗｑは切換スイッチ、その他は第１図と同様である。こ
の方法は、信号の入力前後の値を収集し、減算処理して
補正を行う方法である。すなわち、第４図のタイムチャ
ートを併用して説明すると、ｔｏ−ｔｌの間、スイッチ
１＆がＯＮシてＸ線検出回路１を初期値とし、ｔｚで入
力のない状態でＸ線検出器（図示せず）の出力ｅ１を得
、ｔ５〜ｔｑで入力を与える。次にｔｚで出力ｅ２を得
、両者の差（ｅ２−ｅｘ）によってオフセット量を補正
するものである。この＋２１の方法では、オフセット電
圧ｅ１が１．）〜ｔｏ′において一定であれば補正され
た真の出力ｅが得られるが、第４図に示すようにオフセ
ット電圧ｅ１が経時的に変化する場合には、ｅ２−　ｅ
ｌによっては真の出力ｅが得られない。そのため、この
（２）の方法では１２およびｔｚでのオフセット酸を等
しくすることが真の出力ｅを得るだめの必須条件となり
、使用する回路部品の制約が生じて、高価な本発明は上
記のような実情に鑑みてなされたもので、高い精度でオ
フセット量を補正することができ、しかも安価に構成で
きるオフセット量補正回路を提供することを、目的とす
る。

ここで、具体的な実施例を説明するに先立って本発明の
概略について述べておくと、本発明は、ディジタル的補
正法を用い、前述従来のディジタル的補正法（第３図参
照）におけるオフセット量の経時的に変化する量の時間
に対する割合をオフセット特性係数としてあらかじめ計
算し、記憶しておき、入力を与えた後の出力を記憶して
おいた上記オフセット特性係数によって補正し、真の出
力を得るというものである。

すなわち第５図において、Ｘ縁検出回路に入力を与える
前において、Ｘ線検出回路の初期値設定スイッチ（第３
図中のスイッチ１ａ参照）の初期値設定（ＯＮ）動作後
、一定時間を秒経てから１回以上、出力を測定してオフ
セット特性係数α（ｖ／を秒）を計算する。次に、上記
スイッチを再度動作させた後、上記検出回路に入力を与
え、τ（秒）後に前記検出回路の出力Ａを測定す・る。

そしてこれらα、Ａ、τよシ真の出力Ｂは、 Ｂ＝Ａ　−α・τ　・・・　・・・・・・・・　ｔｉｌ
で表わされるもので、この（１）式の計算を計算器で行
うことによシオフセット量を補正し真の出力Ｂを得るよ
うにしたものである。

以下第６図ないし第１図を参照して本発明の詳細な説明
する。第６図は本発明によるオフセット量補正回路の第
１実施例を示すブロック図で、この第６図において、１
．ｌａおよび３は各々第３図と同様である。６はＡＤ変
換器３の出力が加えられるディジタル計功、器、７は入
力が与えられる前に計算器６で計算されたオフセット特
性係数αを記憶しておくメモリ（以下、特性メモリとい
う）である。なお、計算器６は上記αの計算の他に、入
力が与えられた後に前記（１）式の計算をも行い、その
結果（Ｂ）を出力する。

次に、上述本発明回路の第１実施例の動作を第７図のタ
イムチャートを併用して説明する。まず、検出回路１の
スイッチ１ａはＬ　Ｏ−ｊ　１　ｒ　ｔＩｌ−ｔｚの間
、動作（ＯＮ）　Ｌ、検出回路１を初期値とする。ＡＤ
変換器６は、ｔｚで入力が加わらないときの検出回路１
の出力Ｄ１を出力し、計二弾器６に与える。計算器６は
、 １）１／（ｔｚ−ｔｌ）　＝Ｄ２　・・・・・・・・・
　（２）を計算し、そのＤ２を特性メモリ７に出力し、
特性メモリ７はこのＤ２を記憶する。次にｔｉｌ−ｔｚ
で検出回路Ｊが初期値となった後、ｔ６〜ｔ７の間に検
出回路１に入力を与え、ｔｇでＡＩ）変換器３が検出回
路１の出力をディジタル変換してその出力Ｄ３を計算器
６に与える。計算器６は、前記Ｄ２とＤうによシ、Ｄう
−Ｄ２　・　（ｔｇ−ｔｚ　）＝Ｄ＋＋　・・・　・・
・　・・・　（３）を計算し、補正された真の出力Ｄ１
１として出力する。

ここで、前記（２）式を（３）式に代入すると、ＤＩ＋
は、となり、オフセット特性項は（ｔ８−　ｔｚ）／（
−ｔｚ　−ｔｌ）　に関係する。（４）式において、（
ｔｓ−ｔｚ）＝（ｔｚ−ｔｌ）とず“ると、（４）式は
、 Ｄ４＝Ｄ３　Ｄｉ　・・・・・・・・・・・・　（５）
となシ、極めて簡単にオフセット特性補正が達成される
ものである。

上述第１実施例は、検出回路１が比較的低速で動作する
構成である場合に適し、検出回路１の、出力がｔｌのと
きとｔ５のときとで等しいことが必須の条件となる。

このように、スイッチ１ａが動作した後の検出回路１の
出力が等しくはならない場合に対処した本発明回路の第
２実施例のブロック図を第８図に示す。この第８図にお
いて、１．ｌａおよび３は各々第６図と同様である。８
〜１ｏは第１〜第３切換スイツチで、各々相反する動作
を行う２つのスイッチ８ａ、８ｂ：９’ａ、９ｂ：ｌｏ
ｔ、］Ｏｂを備えてなる。１１はオフセットメモリ、１
２はディジタル計算器、１３は特性メモリ、１４は計算
器１２の出方を保持する結果メモリ、１５はＡＤ変換器
３およびメモリ１１　、１３　、１４を制御する制御器
である。

ここで、第９図において、スイッチ１ａはｔＱ。

ｔｌ、ｔｏ′で動作し、検出回路１の出力の初期値を設
定する。ＡＤ変換器３はｊｌ＋”ＩＩ＋ｔｇ＋ｔ１２＋
ｔ１′＋ｔＩ＋’で各々動作して検出回路１の出力に現
われる信号の強さに応じてディジタルコード化されたデ
ータＤ１＋Ｄ２１Ｄ３１”ｌ　ｌＤ１’ｌＤ２’を出力
する。第１切換スイツチ８は、そのスイッチｇａ、８ｂ
の切換動作により、ＡＤ変換器３の出力をオフセットメ
モリ１１　、計算器１２側に切換送出する。すなわち、
スイッチ８ａけｔＯ−ｔ５＋ｔ５−ｔ９＋ｔ１５−ｔ５
’の間ＯＮとなり、ＡＤ変換器３の出力データＤＩ　＋
Ｄ５　＋Ｄ１’　をオフセットメモリ１１に与え、また
、スイッチ８ｂはｔ５〜ｔ５＋ｔ９〜Ｊ３＋ｔう〜ｔ５
′の間ＯＮとなシ、ＡＤ変換器３の出力データＤ２＋Ｄ
’ｌ＋Ｄ２を第２切換スイツチ９のスイッチ９ｂを介し
て計算器１２に与える。オフセットメモリ１１は、検出
回路１へ入力信号が加えられる前のオフセット量を記憶
するだめのメモリで、１回の補正動作毎に更新される。

第２切換スイツチ９は、そのスイッチ９ａ、９ｂの切換
動作により、計算器１２の一方の入力側への入力信号を
切り換えるもので、スイッチ９ａはｔｌ−ｔ２　＋　ｔ
ｌ−ｔ２’の間ＯＮとなり、結果メモリ１４の出力デー
タＤ６＋Ｄ６に計算器１２に与え、スイッチ９ｂはｔ２
〜ｔ１′の間ＯＮとなシ、ＡＤ変換器３の出力をスイッ
チ８ａを介して計算器１２の一方の入力側に与える。第
３切換スイツチ１０は、そのスイッチｌＯ，ａ　、　１
０　ｂの切換動作により、計算器Ｊ２の他方の入力側へ
の入力信号を切シ換えるもので、スイッチ１０　ａはｔ
２〜ｔｌ′の間ＯＮとなり、オフセットメモリ１１の出
力を計算器［２の他方の入力側に与え、スイッチ１０　
ｈはｔ　ｌ　〜ｔ２　、　ｔ、　、’〜ｔ２’の間ＯＮ
となり、特性メモリ１３の出力データＤ５．Ｄ５を計算
器１２の他方の入力端に与える。特性メモリ１３は、検
出回路１の入力に信号が与えられないｔ、）−ｔｌの間
に得られた２つのデータＤｌ、Ｄ２よシ計算器１２で計
算して得られたオフセット特性係数をｔ７以後、所定期
間記憶する。結果メモリ１４は、ｔＯ−ｔ２＋ｔＯ〜ｔ
２′の間にはテ１５−タＤ１１′とＤ５′、ＤＩｌとＤ
３の差Ｄ６′、Ｄ６を記憶しており、ｔ２＋’２’以降
（ｔ２〜ｔｏ′、ｔ２′〜）には補正された出力Ｄ７′
。

Ｄ７を記憶するものである。

次に、第９図のタイムチャートに従って上述本発明回路
の第２実施例の動作を説明する。筐ず、が動作（ＯＮ）
　Ｌ、検出回路１は初期値となる。続いて、ｔｌにおい
てＡＤ変換器３は検出回路１の出力をディジタル変換し
てＤｌを出力し、ｔうにおいて第１切換スイツチ８が動
作されてスイッチ８ａがＯＦＦ　、スイッチ８ｂがＯＮ
となシ、前記Ｄ１がスイッチ８ｂを介してオフセットメ
モリ１１に記憶される。

ｔｌｌにおいてＡＤ変換器３が再び検出回路１の出力を
ディジタル変換してＤ２を出力し、ｔ５において第１切
換スイツチ８が切換動作されてスイッチ８ａがＯＮ、ス
イッチ８ｂがＯＦＦとなシ、前記Ｄ２がスイッチ８ａお
よび第２切換スイツチ９のスイッチ９ｂを介して計算器
Ｊ２に与えられる。同時に、オフセットメモＩＪ　１１
に記憶されている前記Ｄ１が第３切換スイツチ１０のス
イッチ１０　ａを介して計算器１２に与えられるもので
、計算器１２はオフセット特性係数Ｄ５を、 Ｄ５　＝　（Ｄ２　Ｄｉ　）／（ｔｑ−ｔｌ）　・・・
・・・　（６）によｐ計算する。このＤ５は、ｔｌにお
いて特性メモリ１３に記憶される。

會フＶ−１−１八て治出ｎ畝１糾スイッチ１ｎ萌；ｒｎ
ｖｌ−て再び初期値となり、ｔｇにおいてＡＤ変換器３
は検出回路１の出力をディジタル変換してＤ３を出力し
、Ｃ９において第１切換スイツチ８が切換動作されてス
イッチ８ａがＯＦＦ　、スイッチ８ｂがＯＮとなり、前
記Ｄ５がスイッチ８ｂを介してオフセットメモリ１１に
記憶される。ｔｌｏ＝ｔｌｌで検出回路ｌに入力が与え
られ、検出回路１の出力は増加する。Ｃ１２において、
ＡＤ変換器３は検出回路１の出力をディジタル変換して
Ｄｌｌを出力し、Ｃ１５において第１切換スイツチ８が
切換動作されてスイッチ８ａがＯＮ、スイッチ８ｂがＯ
ＦＦとなシ、前記ＤＩｌ々Ｓスイッチ８ａおよび第２切
換スイツチ９のスイッチ９ｂを介して計算器１２に与え
られる。同時に、オフセット１１に記憶されている前記
Ｄ５が第３切換スイツチ１０のスイッチ１０　ａを介し
て計算器１２に与えられるもので、計算器１２は、 ｐｑ　−Ｄう　＝Ｄ６　・・・　・・・　・・・　・・
・　（７）を計算する。このＤ６は、ｔｏ′において結
果メモ１月４に記憶される。

ｔ１′〜ｔ２′において、第２．第３切換スイツチ９゜
１０が各々切換動作してスイッチ９ｂ、］ＯａがＯＦＦ
　。

スイッチ９ｆ１．！ｌＯｂがＯＮとなり、結果メモリ１
４に記憶されているＤ６はスイッチ９ａを介して、また
特性メモリ１３に記憶されているＤ５はスイッチ１０　
ｂを介して各々計算器Ｉ２に与えられる。計算器１２は
、Ｄ６−Ｄ５　Ｘ　（Ｃ１２−ｔｇ）＝Ｄ７　・・・・
・・　Ｃ８）を計算し、このＤＩは、ｔ２′において結
果メモリ１４１Ｃ記憶され、同時に真の出力として出力
されるものである。

ここで、前記＋６１　、　＋７１式を（８）式に代入す
ると、ＤＩは、 となシ、オフセット特性項は前記（４）式と同様に（Ｃ
１２−ｔｇ）／（ｔｑ−ｔｌ）に関係する。（９）式に
おいて（Ｃ１２−ｔａ）＝（ｔｑ＝ｔｔ）とすると、（
９）式は、Ｄ？＝（Ｄｌｌ　０５）−（Ｄ２−Ｄｌ）　
・・・・・・・・・　鵠、！：ｌｌ、極めて簡槃にオフ
セット特性補正が達成、−ニ されるものである。

上述第２実施例において、ＤＩ＝Ｅ＋α、Ｄ２＝Ｅ＋β
、Ｄ３＝Ｅ’＋γ、　Ｄｑ　＝　Ｅ’＋δ＋Ｄｏ（ただ
し、Ｅ。

Ｅ′は時間とは無関係で変化しないオフセット量、α、
β、γ、δは時間と共に変化する特性オフセット量）と
し、またｔＱ−Ｃ１１Ｏ間に入力が与えられることによ
る検出回路１の出力増加分をＤＱとし、さらにｔじ４１
＝τ１＋ｔ１２　ｔＢ＝τ２　とすると１オフセツト特
性係数Ｄ５、検出回路１に入力を与えた後の出力Ｄ６お
よび真の出力Ｄ７は次のように表わされる。

まずｐ５は、前記（６）式よシ、 となる。この圓式によれば、　は時間と共に変化する特
性オフセット量（α、β）を示し、時間とは無関係なオ
フセット量（Ｅ）が補正されていることが分かる。

次にＤ６は、前記（７）式よシ Ｄ６−ＤＩｌ−Ｄ５＝（Ｆ！＋δ＋Ｄｏ）−（Ｅ′＋γ
）＝ＤＯ＋（δ−γ）　・・・・・・　０３となシ、出
力増加分Ｄｏと特性オフセットの項（δ−γ）のみで夷
＋−Ｉ複り１曲間シは儒閲屡寿オフセット量Ｅ′が補正
されていることが分かる。

さらにＤＩは、前記αυ、０２式を（８）式に代入して
、と表わされる。ここで、 τ１＝τ２　・・・・・・・・・・・・・・・・・・　
Ｑ４とすると、検出回路１の電気的特性により、α＝γ
、β＝δ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（
田となって上記Ｑ３式は、 ＤＩ　＝　Ｄｏ　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・　Ｑ［９と゛なり、真の出力が得られる。

なお、上述第２実施例では、第１Ｏ図に示すようにオフ
セット特性係数計算（特性計測）と、検出回路１のオフ
セット量を得て補正を行い真の出力を計算すること（出
力計測）との２種の動作を順次繰り返す動作形態とした
場合について述べたが、より高速にデータ収集を行う場
合には、第１１図に示す動作形態とすることが考えられ
る。すなわち、前記出力計測を行う前に１回以上の特性
計測を行った後、出力計測を１回以上行う動作形態であ
り、１これによっても前記（１１式を用いて補正された
真の出力を得ることができる。

以上述べたように本発明は、Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ
線検出回路に入力を与える前に、その検５出回路を初期
値設定した後、一定期間ｔを経て前記検出回路から出力
された信号をディジタル変換してデータＤ１を得、（Ｄ
Ｉ／ｌ）を計算してオフセット特性係数Ｄ２をめると共
に、前記検出回路を再び初期値設定した後、その検出回
路から出力されたＩＯ倍信号ディジタル変換してデータ
Ｄ５を得、（Ｄ３−Ｄ２・τ）を計算することにより補
正された真の出力を得るようにしたので、高い精度でオ
フセット量を補正することができ、しかも、使用する回
路部品に何ら制約はなく、計算器、メモリおよび制御１
５器を用いて安価に構成できる等の効果がある。

本発明の効果を従来回路の場合と比較して具体的に述べ
ると、従来のディジタル的補正法が適用された回路（第
３図参照）では、検出回路１のコンデンサ容計を２，０
００　ＰＦ　、データ収集間隔をＪ、Ｏｍｇ　。

２０特性オフセツトをもたらす入力換算電流を２００　
ＰＡとすると、補正後の誤差は１　ｘ　ｔｏ−５ｖとな
る。一方、本発明によれば、入力換算電流を６倍の１．
２００ＰＡとしても補正後の誤差はｌＸ１Ｏ−９Ｖ以下
となり、百万分の１に減少する。また、従来のアナログ
的補正法が適用された回路（第１図参照）に対しては、
使用するスイッチの数は１／４．増幅器の数は１／２に
減少する。こｄことは、多数の検出回路を用いるＸ線Ｃ
Ｔ装置において、回路の簡略化、使用部品の減少に著し
く貢献し、それらに要する費用は例えば従来回路の２／
３程塵となるもので、これによシ信頼性も２倍以上、向
上する等−１犬なる効果が発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は各々従来回路のブロック図、第２
図は第１図の機能等価回路図、第４図は第３図に示した
従来回路の動作説明のためのタイムチャート、第５図は
本発明の詳細な説明するためのタイムチャート、第６図
は本発明によるオフセット量補正回路の第１実施例を示
すブロック図、第７図は同回路の動作説明のためのタイ
ムチャート、１第８図は本発明回路の第２実施例を示す
ブロック図、第９図は同回路の動作説明のためのタイム
チャート、第１Ｏ図は同回路の動作形態の概略を示すタ
イムチャート、第１１図は動作形態の他の例の概５略を
示すタイムチャートである。 １・・・Ｘ線検出回路、１ａ・・・初期値設定スイッチ
、３・・・ＡＤ変換器、６．［２・・・ディジタル計算
器、７゜１３・・・特性メモリ、８〜１０・・・第１〜
第３切換スイツチ、１１・・・オフセットメモリ、１４
・・・結果メモリ、１５１０・・・制御器。 特許出願人　株式会社日立メデイコ 代理人弁理士　秋　本　正　実 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線ＣＴ装置において、Ｘ線検出回路に入力を５与える
   前に、その検出回路を初期値設定した後、一定期間ｔを
   経て前記検出回路から出力された信号をディジタル変換
   してデータＤ１を得、（Ｄｔ／ｌ）を計算してオフセッ
   ト特性係数Ｄ２をめ、このＤ２を記憶する計算器および
   メモリを備え、前記検出器Ｊ（）路を再び初期値設定し
   た後、その検出回路に入力を与え、所定時間τを経てそ
   の検出回路から出゛力された信号をディジタル変換して
   データＤ５を得、前記計算器で（１）５−Ｄ２・τ）を
   計算することにより補正をされた真の出力を得ることを
   特徴とするオフ１５セット量補正回路。