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JP6122966B2 - X-ray equipment - Google Patents
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Description

本発明は、X線撮影装置に係り、特に、一般医療用や歯科用のX線撮影装置に関する。   The present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and more particularly, to a general medical or dental X-ray imaging apparatus.

一般的に、例えばフラットパネル検出器(Flat Panel Detector:FPD)等のX線を検出する画像検出器では、その画素のサイズが小さいほど、つまり単位面積当たりの画素数が多いほど、得られる画像の解像度(resolution)が高くなる。より視認し易い画像を得る方法の1つは、画像検出器の画素のサイズをより小さくしていくことである。ただし、画素サイズが小さな画像検出器は高価である。また、画像検出器の画素サイズを小さくすると、受光感度が低下してしまうため、被曝線量の問題から医療用のX線撮影に用いるには、小さくするにも限度がある。
なお、医療用X線撮影系の解像力(resolving power)、すなわち解像限界(resolving limit)またはカットオフ周波数は、画像検出器の画素サイズ、X線管の焦点サイズ、被写体の拡大率の3要素で決定される。
In general, in an image detector that detects X-rays such as a flat panel detector (FPD), the smaller the size of the pixel, that is, the larger the number of pixels per unit area, the obtained image. The resolution of the is increased. One method for obtaining a more easily viewable image is to reduce the pixel size of the image detector. However, an image detector with a small pixel size is expensive. Further, if the pixel size of the image detector is reduced, the light receiving sensitivity is lowered. Therefore, there is a limit to reducing the pixel size for use in medical X-ray imaging due to the problem of exposure dose.
Note that the resolving power of the medical X-ray imaging system, that is, the resolving limit or cut-off frequency, is the three elements of the pixel size of the image detector, the focal point size of the X-ray tube, and the magnification of the subject. Determined by

従来、本願発明者らは、超解像技術であるDetector Moving and Frame Additional Technique(以下、DEMOT法という)による画像処理によって、変調伝達関数(Modulation Transfer Function:MTF)のカットオフ周波数をナイキスト周波数の2倍に引き上げる方法を提案してきた(例えば、特許文献1,2参照)。ここで、MTFは光学伝達関数(Optical Transfer Function:OTF)の絶対値であり、画像の鮮鋭性を表す数値として用いられる。なお、OTFは線像分布関数(Line Spread Function:LSF)をフーリエ変換したものである。   Conventionally, the inventors of the present application have used the Nyquist frequency of the cut-off frequency of a modulation transfer function (MTF) by image processing using the Detector Moving and Frame Additional Technique (hereinafter referred to as the DEMOT method), which is a super-resolution technique. A method of pulling up twice has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Here, MTF is an absolute value of an optical transfer function (OTF), and is used as a numerical value representing the sharpness of an image. Note that OTF is a Fourier transform of a line spread function (LSF).

特許文献1に記載の技術は、画像検出器の受光面上の画素の配列方向を、画像検出器の移動方向から傾斜させるように画素を配置して、画像検出器で得られた信号にDEMOT法の画像処理を施すものである。特許文献2に記載の技術は、画像検出器の受光面上の画素においてX線を受光する受光部エリアと信号電荷を発生しない不感部エリアとを設けて、画像検出器で得られた信号にDEMOT法の画像処理を施すものである。   In the technique described in Patent Document 1, the pixels are arranged so that the arrangement direction of the pixels on the light receiving surface of the image detector is inclined with respect to the moving direction of the image detector, and the signal obtained by the image detector is subjected to DEMOT. The image processing of law is performed. The technique described in Patent Document 2 provides a light receiving part area that receives X-rays and a dead part area that does not generate signal charges in pixels on the light receiving surface of an image detector. The image processing of the DEMOT method is performed.

特許第4806433号公報Japanese Patent No. 4806433 特許第4560098号公報Japanese Patent No. 4560098

しかしながら、特許文献1,2に記載された技術には改良の余地があった。特許文献1に記載された技術は、画像検出器の受光面上の画素の配列方向において解像力を2倍にすることが可能であるが、2倍よりも大きくさせることができなかった。特許文献2には、画像検出器の1列の画素群に不感部エリアを設けて、画像検出器で得られた信号を処理することで解像力を2倍よりも大きくさせることが記載されているが、画素を2次元に配列するときの具体的な画像処理については記載されていない。   However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 have room for improvement. The technique described in Patent Document 1 can double the resolving power in the arrangement direction of the pixels on the light receiving surface of the image detector, but cannot increase the resolution more than twice. Patent Document 2 describes that a dead area is provided in a pixel group of one column of an image detector, and a signal obtained by the image detector is processed to increase the resolving power more than twice. However, specific image processing when pixels are arranged two-dimensionally is not described.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、画素が2次元配列された画像検出器で被写体を撮影して得られる画像においてMTFのカットオフ周波数をナイキスト周波数の2倍より大きくすることができるX線撮影装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an image obtained by photographing a subject with an image detector in which pixels are two-dimensionally arranged, the cutoff frequency of the MTF is made larger than twice the Nyquist frequency. It is an object of the present invention to provide an X-ray imaging apparatus capable of performing the above.

前記課題を解決するために、本発明に係るX線撮影装置は、X線源と、被写体の所定点を通過したX線を受光する受光面に画素が2次元配列された画素アレイを有するX線画像検出記録媒体からなる画像検出器と、前記画像検出器をX線入射方向に直交する方向に移動させる駆動手段と、前記画像検出器から所定のフレームレートで送られてくるフレーム画像を記憶するフレーム画像記憶手段と、前記画像検出器の画素アレイにおける各画素と位置を合わせた画素毎の記録領域を有して前記画素毎の記録領域を横にM行(Mは2以上の整数)に分割し縦にN列(Nは2以上の整数)に分割することで前記フレーム画像をM×N倍に拡大した座標空間に対応する拡張されたメモリ空間が設定された大容量処理画像記憶手段と、を備えたX線撮影装置であって、前記駆動手段で前記画像検出器を移動させる方向に対して、前記画像検出器の画素アレイにおける画素の配列方向が傾斜するように配設され、前記画像検出器の受光面において、受光部エリアと不感部エリアとを画素毎に設け、前記フレーム画像を前記大容量処理画像記憶手段に転送し、前記フレーム画像の1画素に対してそのM×N倍に拡大した画素数に対応した複数のメモリに前記画素の受光面の形状を信号分布として記録し、前記画像検出器を、前記画素アレイにおける縦または横の一列の画素群が傾斜した方向に対して画素幅よりも小さな距離ずつ微小移動させたときの前記画像検出器の画素の出力信号を前記画像検出器の移動中の位置に応じて前記拡張したメモリ空間において当該画素の位置に相当するM×N個のメモリに案分して順次書き込み、前記画素毎のM×N個のメモリに書き込まれる信号を各メモリ上で加算することで処理画像を生成する画像処理手段を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an X-ray imaging apparatus according to the present invention includes an X-ray source and a pixel array in which pixels are two-dimensionally arranged on a light receiving surface that receives X-rays that have passed through a predetermined point of a subject. An image detector comprising a line image detection recording medium, driving means for moving the image detector in a direction orthogonal to the X-ray incident direction, and a frame image sent from the image detector at a predetermined frame rate are stored. A frame image storage means, and a recording area for each pixel that is aligned with each pixel in the pixel array of the image detector, and the recording area for each pixel is M rows horizontally (M is an integer of 2 or more) A large-capacity processed image storage in which an expanded memory space corresponding to a coordinate space obtained by expanding the frame image by M × N times by dividing the frame image into N columns (N is an integer of 2 or more) vertically X-ray imaging with means A pixel array direction of the pixel array of the image detector is inclined with respect to a direction in which the image detector is moved by the driving unit, and is arranged on the light receiving surface of the image detector. , A light receiving area and a dead area are provided for each pixel, the frame image is transferred to the large-capacity processed image storage means, and the number of pixels enlarged to M × N times one pixel of the frame image The shape of the light receiving surface of the pixel is recorded as a signal distribution in a plurality of corresponding memories, and the image detector is smaller than the pixel width with respect to the direction in which the vertical or horizontal pixel group in the pixel array is inclined. The output signal of the pixel of the image detector when it is moved minutely by the distance is M × N mem- bers corresponding to the position of the pixel in the expanded memory space according to the moving position of the image detector. Sequentially writing prorated to Li, characterized in that it comprises an image processing means for generating processed image signals to be written in the M × N memory of each pixel by adding on each memory.

かかる構成によれば、X線撮影装置は、画像検出器の受光面において受光部エリアと不感部エリアとが画素毎に設けられており、画像検出器を移動させる方向に対して、画素の配列方向が傾斜しており、大容量処理画像記憶手段において、入力画像の1画素に対してそのM×N倍の画素数に拡大したメモリに、画素の受光面形状を信号分布として記録する。そして、画像処理手段が、M×N倍の画素数に拡大されたメモリを用いてDEMOT法による画像処理を行うので、得られる画像においてMTFのカットオフ周波数をナイキスト周波数の2倍より大きくすることができる。   According to such a configuration, in the X-ray imaging apparatus, the light receiving area and the insensitive area are provided for each pixel on the light receiving surface of the image detector, and the arrangement of the pixels with respect to the direction in which the image detector is moved. The direction is inclined, and in the large-capacity processed image storage means, the light receiving surface shape of the pixel is recorded as a signal distribution in a memory expanded to the number of pixels M × N times that of one pixel of the input image. Since the image processing means performs image processing by the DEMOT method using a memory expanded to M × N times the number of pixels, the cutoff frequency of the MTF is made larger than twice the Nyquist frequency in the obtained image. Can do.

また、本発明に係るX線撮影装置は、前記画像検出器に配列された画素において、前記不感部エリアもしくは前記受光部エリアの受光面における形状が、前記画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じであることが好ましい。ここで、画素の受光面における形状とは、例えば矩形、円形、六角形等である。   In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, in the pixels arranged in the image detector, the shape of the light-receiving surface of the insensitive area or the light-receiving area is the same as the shape of the light-receiving surface of the pixel. It is preferable that the shape of the overlapping portion formed when the two figures are shifted and overlapped is the same. Here, the shape of the light receiving surface of the pixel is, for example, a rectangle, a circle, a hexagon, or the like.

また、本発明に係るX線撮影装置は、前記画像検出器に配列された各画素において、前記不感部エリアの受光面における形状が、前記画素の受光面における形状を前記画像検出器を移動させる方向に二等分する中心線に対して対称な形状を含むことが好ましい。   In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, in each pixel arranged in the image detector, the shape of the light-sensitive surface of the insensitive part area moves the shape of the light-receiving surface of the pixel to the image detector. It is preferable to include a symmetrical shape with respect to a center line that bisects the direction.

また、本発明に係るX線撮影装置において、前記不感部エリアまたは前記受光部エリアの形状は、前記画素の形状と相似形であることが好ましい。
また、本発明に係るX線撮影装置において、前記画素及び前記不感部エリアの形状は正方形であり、前記不感部エリアは前記画素の角部に配設されていることが好ましい。
In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the shape of the insensitive part area or the light receiving part area is similar to the shape of the pixel.
In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the shape of the pixel and the insensitive part area is a square, and the insensitive part area is disposed at a corner of the pixel.

画像検出器の画素に不感部エリアを設けて、画像検出器を移動させる方向に対して、画素の配列方向を傾斜させると、X線撮影装置で得られる画像に2次元アーチファクトが生じることがある。そこで、本発明に係るX線撮影装置において、前記画像処理手段は、前記画像検出器を移動させる方向に対する画素の配列方向の角度と、前記各画素の配置と、前記不感部エリアと前記受光部エリアとの面積比と、前記画素における前記不感部エリアの位置についての各情報の入力を受け付け、前記大容量処理画像記憶手段に設定されたメモリ空間でM×N倍に拡大されたフレーム画像において前記画像検出器を移動させる方向の信号強度を加算することで、前記移動させる方向に直交する方向における感度特性曲線を求め、前記生成した処理画像の信号値を、前記感度特性曲線により補正することが好ましい。   If an insensitive part area is provided in the pixel of the image detector and the pixel arrangement direction is inclined with respect to the direction in which the image detector is moved, a two-dimensional artifact may occur in the image obtained by the X-ray imaging apparatus. . Therefore, in the X-ray imaging apparatus according to the present invention, the image processing means includes an angle of a pixel arrangement direction with respect to a direction in which the image detector is moved, the arrangement of the pixels, the insensitive part area, and the light receiving part. In the frame image enlarged by M × N in the memory space set in the large-capacity processing image storage unit, receiving input of each information about the area ratio to the area and the position of the dead area in the pixel By adding the signal intensity in the direction in which the image detector is moved, a sensitivity characteristic curve in a direction orthogonal to the direction in which the image detector is moved is obtained, and the signal value of the generated processed image is corrected by the sensitivity characteristic curve. Is preferred.

かかる構成によれば、画像検出器の受光面上の感度のバラツキを画像処理により補正できるので、アーチファクトを大幅に低減することができる。   According to such a configuration, variations in sensitivity on the light receiving surface of the image detector can be corrected by image processing, so that artifacts can be greatly reduced.

また、本発明に係るX線撮影装置において、前記画像検出器の画素アレイは、一列おきに画素の位置をずらして並べた交互配列であることが好ましい。
かかる構成によれば、画像検出器の受光面上の感度を、画素の位置をずらすことで平均化できる。したがって、感度特性曲線を求めることなくアーチファクトを大幅に低減することができる。
In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, it is preferable that the pixel array of the image detector is an alternating array in which the positions of the pixels are shifted every other column.
According to this configuration, the sensitivity on the light receiving surface of the image detector can be averaged by shifting the pixel positions. Therefore, artifacts can be greatly reduced without obtaining a sensitivity characteristic curve.

本発明に係るX線撮影装置において、前記画像検出器は、隣接した複数の画素をまとめて仮想的な単位画素として扱う処理であるビニングを行い、前記単位画素毎に、所定の一部の画素の出力信号を読み取らずに残りの画素の出力信号を読み取ることで前記単位画素毎に前記不感部エリアと前記受光部エリアとを形成することが好ましい。   In the X-ray imaging apparatus according to the present invention, the image detector performs binning, which is processing for handling a plurality of adjacent pixels as a virtual unit pixel, and for each unit pixel, a predetermined part of the pixels It is preferable to form the dead area and the light receiving area for each unit pixel by reading the output signals of the remaining pixels without reading the output signal.

かかる構成によれば、ビニングすると空間分解能は低下するものの、読み出す画素数が少なくなるため、フレームレートが高くなる。フレームレートが高いほど、DEMOT法と組み合わせるのに有利となる。また、画像検出器に配列された画素において、受光部エリアと不感部エリアとの面積比または形状を変えることで、解像力を向上させることができる。   According to such a configuration, although the spatial resolution is reduced when binning is performed, the number of pixels to be read is reduced, so that the frame rate is increased. A higher frame rate is advantageous for combination with the DEMOT method. Further, in the pixels arranged in the image detector, the resolving power can be improved by changing the area ratio or the shape of the light receiving area and the insensitive area.

本発明に係るX線撮影装置は、画素が2次元配列された画像検出器で被写体を撮影して得られる画像においてMTFのカットオフ周波数をナイキスト周波数の2倍より大きくすることができる。   The X-ray imaging apparatus according to the present invention can make the cutoff frequency of MTF larger than twice the Nyquist frequency in an image obtained by imaging a subject with an image detector in which pixels are two-dimensionally arranged.

本発明の実施形態に係るX線撮影装置を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 画像検出器及びその移動方向の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an image detector and its moving direction. 画素アレイをX方向及びY方向に半画素ずらして元の画素アレイに重ねた状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which shifted the pixel array by the half pixel in the X direction and the Y direction, and was piled up on the original pixel array. X線源側から視たFPD及び鉛エッジの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of FPD and the lead edge seen from the X-ray source side. X線の照射方向に直交する側から視たFPD及び鉛エッジの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of FPD and the lead edge seen from the side orthogonal to the irradiation direction of X-rays. FPDから大容量処理画像記憶手段へ転送される信号値の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the signal value transferred from FPD to a high capacity | capacitance process image storage means. 図4BのFPDを用いた場合のDEMOT法のアルゴリズムの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the algorithm of the DEMOT method at the time of using FPD of FIG. 4B. 図6から求めたESFの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of ESF calculated | required from FIG. 図6から求めたLSFの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of LSF calculated | required from FIG. X線源側から視た画像検出器及び鉛エッジの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the image detector seen from the X-ray source side, and a lead edge. X線の照射方向に直交する側から視た画像検出器及び鉛エッジの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the image detector seen from the side orthogonal to the irradiation direction of X-rays, and a lead edge. 画像検出器から大容量処理画像記憶手段へ転送される信号値の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the signal value transferred from an image detector to a mass storage image storage means. 図8Bの画像検出器を用いた場合のDEMOT法のアルゴリズムの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the algorithm of the DEMOT method at the time of using the image detector of FIG. 8B. 図10から求めたESFの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of ESF calculated | required from FIG. 図10から求めたLSFの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of LSF calculated | required from FIG. 図7Bから求めたMTFと図11Bから求めたMTFとを示すグラフである。It is a graph which shows MTF calculated | required from FIG. 7B, and MTF calculated | required from FIG. 11B. 図2の画像検出器のうちの2×2の画素領域を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a 2 × 2 pixel region in the image detector of FIG. 2. 2×2の画素領域をX軸に平行に仮想的に分割した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram in which a 2 × 2 pixel region is virtually divided in parallel with an X axis. 2×2の画素領域をY軸に平行に仮想的に分割した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram in which a 2 × 2 pixel region is virtually divided in parallel with a Y axis. メモリに書き込まれた信号強度の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the signal strength written in the memory. X方向への移動に伴ってメモリ上で案分された信号強度の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the signal strength apportioned on the memory with the movement to a X direction. Y方向への移動に伴ってメモリ上で案分された信号強度の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the signal strength apportioned on the memory with the movement to a Y direction. 本発明の実施形態に係るX線撮影装置の画像検出器の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the image detector of the X-ray imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るX線撮影装置の画像検出器をFPD模型で模擬した検証実験で採用した被写体を示す画像である。It is an image which shows the to-be-photographed object employ | adopted in the verification experiment which simulated the image detector of the X-ray imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention with the FPD model. 検証実験においてフィルファクタ100%のFPD模型を静止させた状態で被写体をカメラ撮影した画像である。It is the image which image | photographed the to-be-photographed object in the state which made the FPD model of 100% of fill factors still in the verification experiment. 検証実験においてフィルファクタ100%のFPD模型を1画素移動させるまでに被写体をカメラ撮影した画像である。It is an image obtained by photographing a subject before moving one pixel of an FPD model having a fill factor of 100% in a verification experiment. 検証実験においてフィルファクタ75%のFPD模型を1画素移動させるまでに被写体をカメラ撮影した画像である。In the verification experiment, an image of the subject taken by the camera before moving the FPD model with a fill factor of 75% by one pixel. 拡張した画像においてA軸と直交するB軸方向における感度特性曲線を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the sensitivity characteristic curve in the B-axis direction orthogonal to the A-axis in the extended image. 図20を画像処理により補正した画像である。21 is an image obtained by correcting FIG. 20 by image processing. 画素を交互配列した画像検出器の模式図である。It is a schematic diagram of the image detector which arranged the pixel alternately. 画素の形状の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the shape of a pixel. 変形例の画素を配列した画像検出器及びその移動方向の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image detector which arranged the pixel of the modification, and its moving direction. 画素の形状の他の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other modification of the shape of a pixel. ピクセルビニングの概念図である。It is a conceptual diagram of pixel binning.

本発明に係るX線撮影装置を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。   An embodiment for implementing an X-ray imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation.

(第1実施形態)
X線撮影装置1は、例えばデジタルパノラマX線撮影装置であり、図1に示すように、X線源2と、画像検出器3と、アーム4と、旋回駆動手段5と、A/D変換手段6と、大容量フレーム画像記憶手段7と、大容量処理画像記憶手段8と、全画像表示記憶手段9と、画像処理手段10と、出力手段11とを備えている。
(First embodiment)
The X-ray imaging apparatus 1 is, for example, a digital panoramic X-ray imaging apparatus, and as shown in FIG. 1, an X-ray source 2, an image detector 3, an arm 4, a turning drive unit 5, and A / D conversion. Means 6, large-capacity frame image storage means 7, large-capacity processing image storage means 8, all-image display storage means 9, image processing means 10, and output means 11 are provided.

X線源2は、例えば鉛からなる図示しない筐体に設けられたスリット(鉛スリット)を介してX線を照射することにより生成されるスリット状のX線ビームを所定のタイミングで被写体12に照射するものである。   The X-ray source 2 applies a slit-shaped X-ray beam generated by irradiating X-rays through a slit (lead slit) provided in a housing (not shown) made of lead, for example, to the subject 12 at a predetermined timing. Irradiation.

画像検出器3は、被写体12の所定点を通過したX線を受光する画素が2次元配列された画素アレイを有するX線画像検出記録媒体からなる。画像検出器3は、被写体12のX線が通過した部分を所定のフレームレートで撮像する。画像検出器3は、X線イメージセンサやX線検出器、またはそれらの組合せである。   The image detector 3 includes an X-ray image detection recording medium having a pixel array in which pixels that receive X-rays that have passed through a predetermined point of the subject 12 are two-dimensionally arranged. The image detector 3 images the portion of the subject 12 through which the X-rays have passed at a predetermined frame rate. The image detector 3 is an X-ray image sensor, an X-ray detector, or a combination thereof.

ここで、イメージセンサは、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ、CMOSイメージセンサ、TFT(Thin Film Transistor)センサ、CdTeセンサ等である。また、X線検出器は、X線イメージインテンシファイア(Image Intensifier:I.I.)、フラットパネル検出器(Flat Panel Detector:FPD)等である。   Here, the image sensor is, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, a CMOS image sensor, a TFT (Thin Film Transistor) sensor, a CdTe sensor, or the like. The X-ray detector is an X-ray image intensifier (I.I.), a flat panel detector (FPD), or the like.

本実施形態では、画像検出器3は、FPDであるものとして説明する。この場合、画素の1画素サイズを、例えば100μm×100μmとして、例えば水平方向1024画素×垂直方向1024画素で配列されたものとして画像検出器3を構成することができる。   In the present embodiment, the image detector 3 will be described as an FPD. In this case, the image detector 3 can be configured as one pixel having a pixel size of, for example, 100 μm × 100 μm and arranged in, for example, horizontal direction 1024 pixels × vertical direction 1024 pixels.

アーム4は、X線源2と画像検出器3とを所定の間隔を空けて保持するものである。この間隔は、X線源2と画像検出器3との間に被写体12が収まるように、例えば、30cm〜1mに設定される。なお、X線源2のX線管が配置された照射部と画像検出器3の受光面とは対向して配置される。また、アーム4は、回転中心Oの周りに回転及びスライド可能に構成されている。アーム4は、画像検出器3側では、図示しない基台を介して画像検出器3を固定保持している。   The arm 4 holds the X-ray source 2 and the image detector 3 at a predetermined interval. This interval is set to, for example, 30 cm to 1 m so that the subject 12 is accommodated between the X-ray source 2 and the image detector 3. In addition, the irradiation part in which the X-ray tube of X-ray source 2 is arrange | positioned, and the light-receiving surface of the image detector 3 are arrange | positioned facing. The arm 4 is configured to be rotatable and slidable around the rotation center O. The arm 4 fixes and holds the image detector 3 via a base (not shown) on the image detector 3 side.

旋回駆動手段5は、X線源2および画像検出器3を被写体12の周りに回転及びスライドさせることで画像検出器3をX線入射方向に直交する方向に移動させるものである。旋回駆動手段5は、モータやアクチュエータ等から構成され、アーム4を所定の角速度で回転するように旋回させる。本実施形態では、旋回駆動手段5は、アームを回転させることで、画像検出器3を回転中心Oの周りに回転及びスライドさせる。   The turning drive means 5 moves the image detector 3 in a direction orthogonal to the X-ray incident direction by rotating and sliding the X-ray source 2 and the image detector 3 around the subject 12. The turning drive means 5 includes a motor, an actuator, and the like, and turns the arm 4 so as to rotate at a predetermined angular velocity. In the present embodiment, the turning drive unit 5 rotates and slides the image detector 3 around the rotation center O by rotating the arm.

画像検出器3及びその移動方向の一例を図2に示す。図2に示す画像検出器3aは、受光面に画素20が2次元配列された画素アレイを有する。画素アレイは、画素20を縦横に揃えて並べた正方配列である。ここでは、X方向(縦)に並べられた6個の画素20からなる画素群を、Y方向(横)に6列だけ並べた部分を図示した。   An example of the image detector 3 and its moving direction is shown in FIG. The image detector 3a shown in FIG. 2 has a pixel array in which the pixels 20 are two-dimensionally arranged on the light receiving surface. The pixel array is a square array in which the pixels 20 are aligned vertically and horizontally. Here, a portion in which a pixel group composed of six pixels 20 arranged in the X direction (vertical) is arranged in six columns in the Y direction (horizontal) is illustrated.

画像検出器3aは、画素アレイのほか、図示を省略するが、従来公知の電子回路を備えている。当該電子回路は、例えば、水平読出制御部と、垂直読出制御部と、各読出制御部にクロック信号を供給するタイミングジェネレータと、タイミングジェネレータに接続された発振器と、垂直読出制御部に接続された増幅器と、増幅器に接続されたA/D変換器と、A/D変換器に接続されたラインドライバとを含んで備える。ここで、水平読出制御部は、例えば行走査用垂直シフトレジスタを含む。垂直読出制御部は、例えば水平シフトレジスタ及びCDS回路内蔵チャージアンプを含む。   In addition to the pixel array, the image detector 3a includes a conventionally known electronic circuit (not shown). The electronic circuit includes, for example, a horizontal read control unit, a vertical read control unit, a timing generator that supplies a clock signal to each read control unit, an oscillator connected to the timing generator, and a vertical read control unit The amplifier includes an amplifier, an A / D converter connected to the amplifier, and a line driver connected to the A / D converter. Here, the horizontal reading control unit includes, for example, a vertical scanning register for row scanning. The vertical read control unit includes, for example, a horizontal shift register and a charge amplifier with a built-in CDS circuit.

受光面の画素20にX線が当たると電荷に変換され、画素20毎に電荷が蓄えられる。この電荷への変換方式としては直接変換方式および間接変換方式(シンチレータ方式)があるが、本発明では何れの変換方式を使用しても差し支えない。直接変換方式では、X線をセレン(Se)に代表されるX線検出素子により直接電荷として取得する。シンチレータ方式の場合、X線をヨウ化セシウム(CsI)等のシンチレータで吸収し、そこで発生した蛍光をフォトダイオードで電荷として取得する。蓄積された電荷は、水平読出制御部および垂直読出制御部による水平読出制御および垂直読出制御によって、電荷が読み出される。   When an X-ray hits the pixel 20 on the light receiving surface, it is converted into an electric charge, and the electric charge is stored for each pixel 20. There are a direct conversion system and an indirect conversion system (scintillator system) as the conversion system to charge, but any conversion system may be used in the present invention. In the direct conversion method, X-rays are directly acquired as charges by an X-ray detection element typified by selenium (Se). In the case of the scintillator method, X-rays are absorbed by a scintillator such as cesium iodide (CsI), and fluorescence generated there is obtained as a charge by a photodiode. The accumulated charge is read out by horizontal reading control and vertical reading control by the horizontal reading control unit and the vertical reading control unit.

旋回駆動手段5で画像検出器3aを移動させる方向15に対して、画像検出器3aの画素アレイにおける画素の配列方向が傾斜するように配設されている。
この傾斜角は任意であるが、得られる画像において縦方向の解像力と横方向の解像力とを均等に向上させるためには、傾斜角が45度であることが好ましい。つまり、画像検出器3aの移動方向15の角度を基準の方位(0度)とすると、画像検出器3aの画素アレイにおける縦の列に並んだ画素群が例えば45度の方向に配列し、横の列に並んだ画素群が例えば−45度(135度)の方向に配列することが好ましい。
The pixel arrangement direction in the pixel array of the image detector 3a is inclined with respect to the direction 15 in which the image detector 3a is moved by the turning drive means 5.
This tilt angle is arbitrary, but it is preferable that the tilt angle is 45 degrees in order to improve the resolution in the vertical direction and the resolution in the horizontal direction equally in the obtained image. That is, assuming that the angle of the moving direction 15 of the image detector 3a is the reference azimuth (0 degree), the pixel groups arranged in the vertical column in the pixel array of the image detector 3a are arranged in a 45 degree direction, for example, It is preferable that the pixel groups arranged in this column are arranged in a direction of, for example, −45 degrees (135 degrees).

画素20は、受光部エリア21と、不感部エリア22とを備えている。受光部エリア21は、X線を受光して信号電荷を発生するエリアである。不感部エリア22は、信号電荷を発生しないエリア、または、実質的に信号電荷が0であるものとして扱われるエリアである。   The pixel 20 includes a light receiving area 21 and a dead area 22. The light receiving area 21 is an area for receiving X-rays and generating signal charges. The insensitive part area 22 is an area where no signal charge is generated or an area which is treated as having substantially no signal charge.

不感部エリアを設ける方法は、通常の画像検出器の受光部エリア(フィルファクタ100%)に新たに不感部エリアを画素毎に設ける方法でもよいし、画像検出器の受光面において、受光部エリアと不感部エリアとを設けた新規な画素を設ける方法でもよい。不感部エリア22を設ける方法は、例えば、画素の一部分を物理的に被覆するマスクを設ける方法や、受光部エリアで発生した信号電荷を転送する配線部を設ける方法を挙げることができる。なお、これら不感部エリア22を固定的に設ける方法以外に、隣接した複数の画素をまとめて仮想的な単位画素として扱う処理であるビニング(Binning)を応用して不感部エリアを形成することもできる。このビニングについては第5実施形態で説明する。   The method of providing the insensitive part area may be a method of newly providing the insensitive part area for each pixel in the light receiving part area (fill factor 100%) of the normal image detector, or the light receiving part area on the light receiving surface of the image detector. And a method of providing a new pixel provided with a dead area. Examples of the method of providing the insensitive part area 22 include a method of providing a mask that physically covers a part of the pixel and a method of providing a wiring part that transfers signal charges generated in the light receiving part area. In addition to the method of providing the insensitive part area 22 in a fixed manner, the insensitive part area may be formed by applying binning, which is a process of handling a plurality of adjacent pixels as a virtual unit pixel. it can. This binning will be described in the fifth embodiment.

図2に示すように、画素20において、不感部エリア22は受光部エリア21に隣接している。受光面において不感部エリア22の形状は、画素20の形状と相似形の正方形であり、不感部エリア22は画素20の左角部に配設されている。画素幅をdとすると、画素幅dの値は、不感部エリア22の幅Wと受光部エリア21の幅Lとの合計値である。ここでは、一例として幅Wと幅Lとが等しいものとして説明する(W=L=2/d)。つまり、フィルファクタは75%であるものとする。   As shown in FIG. 2, in the pixel 20, the dead area 22 is adjacent to the light receiving area 21. The shape of the insensitive part area 22 on the light receiving surface is a square similar to the shape of the pixel 20, and the insensitive part area 22 is disposed at the left corner of the pixel 20. Assuming that the pixel width is d, the value of the pixel width d is a total value of the width W of the insensitive area 22 and the width L of the light receiving area 21. Here, as an example, it is assumed that the width W and the width L are equal (W = L = 2 / d). That is, it is assumed that the fill factor is 75%.

図3は、画像検出器3をX方向およびY方向に、それぞれ2/dだけずらして移動前の画素アレイに重ねた状態を示す模式図である。図3に示すように、不感部エリア22の受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。言い換えれば、不感部エリア22の形状は、2つの画素の形状を重ね合わせてから一方を平行移動させたときにできる2つの画素の重なり部分の形状と同じである。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state in which the image detector 3 is shifted by 2 / d in the X direction and the Y direction, and is superimposed on the pixel array before the movement. As shown in FIG. 3, the shape of the light-sensitive surface of the insensitive area 22 is the same as the shape of the overlapping portion formed by shifting and overlapping two figures having the same shape as the shape of the light-receiving surface of the pixel. In other words, the shape of the insensitive part area 22 is the same as the shape of the overlapping part of two pixels formed when the two pixels are overlapped and then one of them is translated.

図1に戻って、X線撮影装置1の構成の説明を続ける。
旋回駆動手段5と、X線源2と、画像検出器3とは、図示しないコントローラにより制御され、旋回駆動手段5がアーム4を回転及びスライド動作させながら、X線源2がX線の照射を繰り返し、X線の照射タイミングに同期して画像検出器3が被写体12のフレーム画像を撮像してA/D変換手段6に出力する。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the X-ray imaging apparatus 1 will be continued.
The turning drive means 5, the X-ray source 2, and the image detector 3 are controlled by a controller (not shown), and the X-ray source 2 emits X-rays while the turning drive means 5 rotates and slides the arm 4. The image detector 3 captures a frame image of the subject 12 and outputs it to the A / D conversion means 6 in synchronization with the X-ray irradiation timing.

A/D変換手段6は、画像検出器3の出力信号を取得し、A/D変換し、A/D変換した画像検出器3の出力信号を、大容量フレーム画像記憶手段7に格納する。画像検出器3の出力信号は、画像検出器3に2次元配列された複数の画素の出力信号であり、フレーム画像のことである。   The A / D conversion means 6 acquires the output signal of the image detector 3, performs A / D conversion, and stores the output signal of the image detector 3 subjected to A / D conversion in the large-capacity frame image storage means 7. The output signal of the image detector 3 is an output signal of a plurality of pixels that are two-dimensionally arranged in the image detector 3, and is a frame image.

大容量フレーム画像記憶手段7と、大容量処理画像記憶手段8と、全画像表示記憶手段9と、画像処理手段10とは、例えば、一般的なコンピュータ(計算機)で実現することができ、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、HDD(Hard Disk Drive)と、入力/出力インタフェースとを含んで構成されている。   The large-capacity frame image storage unit 7, the large-capacity processing image storage unit 8, the all-image display storage unit 9, and the image processing unit 10 can be realized by a general computer (computer), for example, (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), and an input / output interface.

出力手段11は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、PDP(Plasma Display Panel)、EL(Electronic Luminescence)等から構成される。   The output means 11 is comprised from CRT (Cathode Ray Tube), a liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), EL (Electronic Luminescence) etc., for example.

大容量フレーム画像記憶手段7は、一般的な画像メモリやハードディスク等から構成され、画像検出器3から所定のフレームレートで送られてくる出力信号(フレーム画像)を記憶する。大容量フレーム画像記憶手段7は、A/D変換されたフレーム画像を記憶する。   The large-capacity frame image storage means 7 is composed of a general image memory, a hard disk or the like, and stores output signals (frame images) sent from the image detector 3 at a predetermined frame rate. The large-capacity frame image storage means 7 stores the A / D converted frame image.

大容量処理画像記憶手段8は、一般的な画像メモリやハードディスク等から構成される。本実施形態では、画像処理手段10は、大容量処理画像記憶手段8を用いて、前記DEMOT法による画像処理を行ったり、パノラマ断層画像の構築処理を行ったりする。   The large-capacity processed image storage means 8 is composed of a general image memory, a hard disk, and the like. In the present embodiment, the image processing means 10 uses the large-capacity processing image storage means 8 to perform image processing by the demott method or to perform panoramic tomographic image construction processing.

大容量処理画像記憶手段8には、画像(ここではフレーム画像)における各ピクセルの座標位置にそれぞれ合わせたピクセル毎の記録領域を有し、ピクセル毎の記録領域を横にM行(Mは2以上の整数)に分割し縦にN列(Nは2以上の整数)に分割することで画像をM×N倍に拡大した座標空間に対応する拡張されたメモリ空間が設定されている。以下では、一例として、MとNが同じ値であるものとする。この拡張されたメモリ空間は、DEMOT法による画像処理に用いられる。   The large-capacity processed image storage means 8 has a recording area for each pixel that matches the coordinate position of each pixel in an image (here, a frame image), and M rows (M is 2) An expanded memory space corresponding to a coordinate space obtained by enlarging the image M × N times is set by dividing the image into N columns (N is an integer of 2 or more). In the following, as an example, it is assumed that M and N have the same value. This expanded memory space is used for image processing by the DEMOT method.

大容量処理画像記憶手段8には、フレーム画像における各ピクセルに1対1に対応したメモリ空間が設定されている。この1対1のメモリ空間は、パノラマ断層画像の構築処理のために用いられる。なお、パノラマ断層画像の構築のために用いる記憶手段は、別体の記憶装置としてもよい。   In the large-capacity processed image storage means 8, a memory space corresponding to each pixel in the frame image is set on a one-to-one basis. This one-to-one memory space is used for panoramic tomographic image construction processing. The storage means used for constructing the panoramic tomographic image may be a separate storage device.

全画像表示記憶手段9は、一般的な画像メモリ等から構成され、画像処理手段10で生成されたパノラマ断層画像(表示対象とする画像)を記憶する。このパノラマ断層画像は、例えば、輝度値で表される。   The all-image display storage unit 9 is composed of a general image memory or the like, and stores the panoramic tomographic image (image to be displayed) generated by the image processing unit 10. This panoramic tomographic image is represented by a luminance value, for example.

画像処理手段10は、大容量フレーム画像記憶手段7から、フレーム画像を読み出して大容量処理画像記憶手段8に転送し、大容量処理画像記憶手段8上で所定の画像処理を行う。つまり、画像処理手段10は、A/D変換手段6が変換して出力したフレーム画像を取得して画像処理を行う。本実施形態では、画像処理手段10は、DEMOT法による画像処理の機能と、パノラマ断層画像を構築する処理の機能とを備えている。   The image processing means 10 reads out the frame image from the large-capacity frame image storage means 7 and transfers it to the large-capacity processing image storage means 8, and performs predetermined image processing on the large-capacity processing image storage means 8. That is, the image processing unit 10 acquires the frame image converted and output by the A / D conversion unit 6 and performs image processing. In the present embodiment, the image processing means 10 has an image processing function by the DEMOT method and a processing function for constructing a panoramic tomographic image.

なお、画像処理手段10は、CPUがROM等に格納された所定のプログラムをRAMに展開して実行することによりその機能が実現されるものである。このプログラムは、通信回線を介して提供することも可能であるし、CD−ROM等の記録媒体に書き込んで提供することも可能である。   The function of the image processing means 10 is realized by the CPU developing and executing a predetermined program stored in the ROM or the like on the RAM. This program can be provided via a communication line, or can be provided by being written in a recording medium such as a CD-ROM.

パノラマ断層画像を構築する処理として、画像処理手段10は、大容量処理画像記憶手段8から、DEMOT法により画像処理したフレーム画像を複数枚読み出す。そして、画像処理手段10は、大容量処理画像記憶手段8に設定されたメモリ空間(画素に1対1に対応したメモリ空間)において、被写体12の所定の断層面に対応した所定のずれ幅で、複数枚のフレーム画像を重ね合わせる。これにより、被写体12の所定の断層面に対応したパノラマ断層画像が構築される。このパノラマ断層画像を構築する処理は公知である。   As processing for constructing a panoramic tomographic image, the image processing means 10 reads out a plurality of frame images subjected to image processing by the DEMOT method from the large-capacity processed image storage means 8. Then, the image processing means 10 has a predetermined shift width corresponding to a predetermined tomographic plane of the subject 12 in the memory space set in the large-capacity processing image storage means 8 (memory space corresponding to one-to-one pixel). A plurality of frame images are superimposed. Thereby, a panoramic tomographic image corresponding to a predetermined tomographic plane of the subject 12 is constructed. The process of constructing this panoramic tomographic image is known.

DEMOT法による画像処理については特許文献1及び特許文献2に記載されているが、以下にDEMOT法の画像再構築アルゴリズムについて図面を参照しながら説明する。   Image processing by the DEMOT method is described in Patent Document 1 and Patent Document 2, and an image reconstruction algorithm of the DEMOT method will be described below with reference to the drawings.

一例としてエッジ像の撮影について図4A及び図4Bを参照して説明する。ここでは、画像検出器3として、記録媒体であるFlat Panel Detector(FPD)を使用し、被写体12を金属プレート(鉛エッジ)とするエッジ法による撮影を行うこととする。   Taking an edge image as an example will be described with reference to FIGS. 4A and 4B. Here, a flat panel detector (FPD) that is a recording medium is used as the image detector 3 and imaging is performed by an edge method in which the subject 12 is a metal plate (lead edge).

図4Aに、FPD13と鉛エッジ14の配置を示す。FPD13は、微小な直線移動が可能な図示しないステージに載置されている。図4Aの符号15はFPD13の移動方向を示す。FPD13の上に鉛エッジ14を近接させて置く。図4Aに示す一点鎖線における断面の画素列の一部を図4Bに示す。FPD13が微小移動する前の初期状態及びスタート時には、鉛エッジ14の端縁部は、FPD13の画素間の境界線と一致していることとする。FPD13の画素のうち鉛エッジ14に隠れた画素をP1とし、X線16に照射されている画素をP2とする。FIG. 4A shows the arrangement of the FPD 13 and the lead edge 14. The FPD 13 is placed on a stage (not shown) capable of minute linear movement. Reference numeral 15 in FIG. 4A indicates the moving direction of the FPD 13. A lead edge 14 is placed close to the FPD 13. FIG. 4B shows a part of a cross-sectional pixel row along the alternate long and short dash line shown in FIG. 4A. It is assumed that the edge portion of the lead edge 14 coincides with the boundary line between the pixels of the FPD 13 at the initial state before the FPD 13 moves slightly and at the start. Pixels hidden lead edge 14 among the pixels of the FPD13 and P 1, the pixel is irradiated in the X-ray 16 and P 2.

画素P1,P2,…は、多数の画素を有するFPD13の図4Aに示す一点鎖線上に1次元配列されている。以下では、この1次元のラインに着目してFPD13を説明する。まず、フィルファクタが100%であるものとする。つまり、画素が受光部エリアだけを備えているものとする。このとき、画素幅よりも小さな距離を想定する。具体的には画素幅を複数に分割した微小距離を想定し、この微小距離だけFPD13を移動しては撮影を行う、という動作を分割数と同じ数だけ繰り返し、最終的にFPD13を画素サイズだけ移動させるものとする。ここで、例えば画素サイズをd、画素の分割数を10とすると、FPD13をd/10だけ微小移動しては撮影を行う、という動作を10回繰り返すことになる。図4Bに示すように鉛エッジ14はFPD13の表面から僅かに離間して配置され、図示しない保持具で固定されている。よって、FPD13が移動しても鉛エッジ14は初期の配置のまま動かない。The pixels P 1 , P 2 ,... Are one-dimensionally arranged on a one-dot chain line shown in FIG. 4A of the FPD 13 having a large number of pixels. Hereinafter, the FPD 13 will be described focusing on this one-dimensional line. First, it is assumed that the fill factor is 100%. That is, it is assumed that the pixel has only the light receiving area. At this time, a distance smaller than the pixel width is assumed. Specifically, assuming a minute distance in which the pixel width is divided into a plurality of distances, the operation of moving the FPD 13 by this minute distance and performing shooting is repeated as many times as the number of divisions, and finally the FPD 13 is changed to the pixel size. Shall be moved. Here, for example, assuming that the pixel size is d and the number of pixel divisions is 10, the operation of performing shooting by moving the FPD 13 slightly by d / 10 is repeated 10 times. As shown in FIG. 4B, the lead edge 14 is arranged slightly spaced from the surface of the FPD 13, and is fixed by a holder (not shown). Therefore, even if the FPD 13 moves, the lead edge 14 does not move in the initial arrangement.

X線16がFPD13に垂直に照射されて、鉛エッジ像を撮影すると、画素P2から入射X線量に対応した出力信号が得られる。このFPD13の2次元画像を大容量処理画像記憶手段8に転送する。大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間には、予めFPD13の画素とサイズ及び位置を合わせ、FPD13の画素の分割数に対応して、FPD13の1次元のラインの1画素に対してその10倍の画素数が設定されている。したがって、大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間には、2次元のFPD13の総画素数の100倍の画素数が設定されている。FPD13の1次元のライン上の1画素の出力信号は、その画素位置に相当する大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の10画素にそれぞれ同じように転送される。And X-ray 16 is irradiated perpendicularly to FPD13, when shooting a lead edge image, an output signal corresponding to the incident X-ray amount from the pixel P 2 is obtained. The two-dimensional image of the FPD 13 is transferred to the large-capacity processed image storage unit 8. In the memory space of the large-capacity processed image storage means 8, the size and position of the pixels of the FPD 13 are matched in advance, and corresponding to the number of divisions of the pixels of the FPD 13, ten times that of one pixel of the one-dimensional line of the FPD 13 The number of pixels is set. Accordingly, the number of pixels 100 times the total number of pixels of the two-dimensional FPD 13 is set in the memory space of the large-capacity processed image storage unit 8. The output signal of one pixel on the one-dimensional line of the FPD 13 is similarly transferred to 10 pixels on the memory space of the large-capacity processed image storage means 8 corresponding to the pixel position.

ここで、画素の出力信号のレベルについて説明する。図4Bに示すようにFPD13の微小移動のスタート時の撮影では、画素P2では画素全体にX線16が照射されている。このときの画素P2の出力信号のレベルを画素の分割数に対応して便宜的に10とする。一方、画素P1では鉛エッジ14に遮られてX線16が照射されていないので、このときの画素P1の出力信号のレベルを0とする。Here, the level of the output signal of the pixel will be described. The shooting at the start of the minute movement of FPD13 as shown in FIG. 4B, X-ray 16 is irradiated to the entire pixel in the pixel P 2. The level of the output signal of the pixel P 2 at this time is set to 10 for convenience, corresponding to the number of divided pixels. On the other hand, since the pixel P 1 is blocked by the lead edge 14 and is not irradiated with the X-rays 16, the level of the output signal of the pixel P 1 at this time is set to zero.

FPD13の画素P2から転送される出力信号(レベル10)は、大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上のP2画素の位置に相当する10画素にそれぞれ書き込まれる。
FPD13の画素P1から転送される出力信号(レベル0)は、大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上のP1画素の位置に相当する10画素にそれぞれ書き込まれる。
The output signal (level 10) transferred from the pixel P 2 of the FPD 13 is written in 10 pixels corresponding to the position of the P 2 pixel in the memory space of the large-capacity processed image storage means 8.
The output signal (level 0) transferred from the pixel P 1 of the FPD 13 is written in 10 pixels corresponding to the position of the P 1 pixel in the memory space of the large-capacity processed image storage means 8.

次に図5において符号15で示すようにFPD13を画素サイズの1/10だけ図5において左に微小移動させる。すると、この1回目の移動によって、画素P2は、画素面積の1/10が鉛エッジ14で遮蔽されることになる。よって、P2画素は、画素全体の90%の面積に、X線16が照射されることになる。したがって、このときの画素P2の出力信号のレベルは9となる。その出力信号(レベル9)を大容量処理画像記憶手段8に転送し、書き込んだものが図5の中段に示す数値である。この出力信号(レベル9)は、大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上においてP2画素が画素サイズの1/10だけ微小移動した後の位置に相当する10画素に転送するものとする。Next, as indicated by reference numeral 15 in FIG. 5, the FPD 13 is slightly moved to the left in FIG. 5 by 1/10 of the pixel size. Then, by this first movement, the pixel P 2 is shielded by the lead edge 14 in 1/10 of the pixel area. Therefore, the P 2 pixel is irradiated with the X-ray 16 on an area of 90% of the entire pixel. Accordingly, the level of the output signal of the pixel P 2 at this time is 9. The output signal (level 9) is transferred to the large-capacity processed image storage means 8 and written is the numerical value shown in the middle of FIG. The output signal (level 9) shall be P 2 pixels are transferred to the 10 pixels corresponding to the position after the fine movement only 1/10 of the pixel size in the memory space of the mass processed image storage means 8.

図5において上段に示すFPD13の画素P2の位置は、微小移動のスタート時の位置である。図5において中段に示す大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の画素の位置は、1回目の移動時の位置を示している。大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上において、レベル9の出力信号が書き込まれた10画素のうち最左端の画素は、微小移動のスタート時に画素P1から転送された出力信号(レベル0)が書き込まれていた画素である。すなわち1回目の移動に伴う書き込み処理では、スタート時の大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の画素から1画素分だけ左にずれた画素を含む10画素にレベル9が書き込まれることになる。したがって、1回目の移動において、例えば画素P1から転送される出力信号(レベル0)は、スタート時の大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の画素から1画素分だけ左にずれた画素を含む10画素に書き込まれることになる。In FIG. 5, the position of the pixel P 2 of the FPD 13 shown in the upper stage is the position at the start of the minute movement. In FIG. 5, the position of the pixel in the memory space of the large-capacity processed image storage means 8 shown in the middle stage indicates the position at the time of the first movement. In the memory space of the large-capacity processed image storage means 8, the leftmost pixel among the 10 pixels to which the level 9 output signal is written is the output signal (level 0) transferred from the pixel P 1 at the start of the minute movement. Is the pixel that was written. That is, in the writing process associated with the first movement, level 9 is written in 10 pixels including a pixel shifted to the left by one pixel from the pixel in the memory space of the large-capacity processed image storage unit 8 at the start. . Accordingly, in the first movement, for example, the output signal (level 0) transferred from the pixel P 1 is shifted to the left by one pixel from the pixel in the memory space of the large-capacity processing image storage means 8 at the start. Will be written into 10 pixels.

FPD13の1回目の移動と出力信号の書き込みとが終わった後、さらにFPD13を画素サイズの1/10だけ図5において左に微小移動させてエッジ像を撮影する。2回目の移動により、最初の位置からの移動量は、画素サイズの2/10となる。すると、この2回目の移動によって、画素P2は、画素面積の2/10が鉛エッジ14で遮蔽されることになる。よって、P2画素は、画素全体の80%の面積に、X線16が照射されることになる。したがって、このときの画素P2の出力信号のレベルは8となる。その出力信号(レベル8)を大容量処理画像記憶手段8に転送し、書き込んだものが図5の下段に示す数値である。After the first movement of the FPD 13 and the writing of the output signal are completed, the FPD 13 is further moved slightly to the left in FIG. 5 by 1/10 of the pixel size to capture an edge image. Due to the second movement, the movement amount from the first position becomes 2/10 of the pixel size. Then, by this second movement, 2/10 of the pixel area of the pixel P 2 is shielded by the lead edge 14. Therefore, the P 2 pixel is irradiated with X-rays 16 on an area of 80% of the entire pixel. Accordingly, the level of the output signal of the pixel P 2 at this time is 8. The output signal (level 8) is transferred to the large-capacity processed image storage means 8 and written is the numerical value shown in the lower part of FIG.

このようにFPD13の移動と撮影を行いながら、その都度、各画素の出力信号を大容量処理画像記憶手段8に転送する処理を行う。このとき、大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の画素位置と鉛エッジ14は、初期の設定位置から動かない。このようなFPD13の微小移動に合わせた各画素の出力信号を、大容量処理画像記憶手段8に転送した信号列として一覧にしたものが図6である。   In this way, while the FPD 13 is moved and photographed, the process of transferring the output signal of each pixel to the large-capacity processed image storage means 8 is performed each time. At this time, the pixel position and the lead edge 14 in the memory space of the large-capacity processed image storage means 8 do not move from the initial set position. FIG. 6 shows a list of signal signals transferred to the large-capacity processed image storage means 8 that are output signals of the respective pixels in accordance with the minute movement of the FPD 13.

ここでは、画素サイズの1/10ずつの移動であるので、10回の移動によって一巡し、スタート時に戻ることになる。つまり、一巡すると、鉛エッジ14の端縁部は、FPD13の次の画素間の境界線と一致する。スタート時に戻るまでの移動時に大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の各画素に書き込まれる出力信号は逐次加算される。この処理は図6の表の信号レベルを縦列方向に加算する処理である。   In this case, since the movement is performed by 1/10 of the pixel size, the movement is completed by 10 movements, and returns at the start. That is, when the circuit is completed, the edge of the lead edge 14 coincides with the boundary line between the next pixels of the FPD 13. Output signals written to each pixel on the memory space of the large-capacity processed image storage means 8 during the movement until returning to the start are sequentially added. This process is a process of adding the signal levels in the table of FIG. 6 in the column direction.

最終的な加算結果を、図6では、大容量処理画像記憶手段8の下に、「0,0,0,1,3,6,…,100」のように記載した。この数値列は、鉛エッジ14を撮影したものであり、距離のディメンジョンを持っている。この数値列で表される曲線は、Edge Spread Function(ESF)と呼ばれる。ESFの距離微分から算出したLine Spread Function(LSF)を図6の最下段に、「0,0,1,2,3,…,0」のように記載した。理論的に求めたESFのグラフを図7Aに示す。理論的に求めたLSFのグラフを図7Bに示す。LSFの形状は全体的には三角波の形状であるが、2つの対称な鋸歯状波を合わせた形状となっている。   In FIG. 6, the final addition result is indicated as “0, 0, 0, 1, 3, 6,..., 100” under the large-capacity processing image storage unit 8. This numerical sequence is a photograph of the lead edge 14 and has a distance dimension. The curve represented by this numerical sequence is called an Edge Spread Function (ESF). The line spread function (LSF) calculated from the ESF distance differentiation is shown as “0, 0, 1, 2, 3,..., 0” at the bottom of FIG. A theoretically obtained ESF graph is shown in FIG. 7A. The theoretically obtained LSF graph is shown in FIG. 7B. The shape of the LSF is a triangular wave as a whole, but a shape obtained by combining two symmetrical sawtooth waves.

次に、図8A及び図8Bを参照して画像検出器30の微小移動中の鉛エッジ14の撮影について説明する。図8Aに示す一点鎖線における断面の画素列の一部を図8Bに示す。この1次元のラインに着目して画像検出器30を説明する。例えば画素サイズをdとして、画像検出器30をd/10だけ微小移動しては撮影を行う、という動作を10回繰り返す。画像検出器30の画素P1,P2,…は、受光部エリア31と不感部エリア32とを備えている。画素幅dの値は、不感部エリア32の幅Wと受光部エリア31の幅Lとの合計値である。ここでは、幅Wと幅Lとが等しいものとする(W=L=2/d)。つまり、1次元のラインで見たときにはフィルファクタが50%であるものとして説明する。なお、2次元平面で見たときには、不感部エリア32の形状や面積に応じてフィルファクタを例えば75%とすることができる。Next, imaging of the lead edge 14 during the minute movement of the image detector 30 will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. FIG. 8B shows a part of the pixel column in the cross section taken along the alternate long and short dash line shown in FIG. 8A. The image detector 30 will be described focusing on this one-dimensional line. For example, assuming that the pixel size is d and the image detector 30 is slightly moved by d / 10 to perform photographing, the operation is repeated 10 times. The pixels P 1 , P 2 ,... Of the image detector 30 include a light receiving area 31 and a dead area 32. The value of the pixel width d is a total value of the width W of the insensitive area 32 and the width L of the light receiving area 31. Here, it is assumed that the width W and the width L are equal (W = L = 2 / d). That is, the description will be made assuming that the fill factor is 50% when viewed on a one-dimensional line. When viewed on a two-dimensional plane, the fill factor can be set to 75%, for example, according to the shape and area of the insensitive part area 32.

X線16が画像検出器30に垂直に照射されて、鉛エッジ像を撮影すると、画素P2の受光部エリア31から入射X線量に対応した出力信号が得られる。この画像検出器30の2次元画像を大容量処理画像記憶手段8に転送する。大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間には、予め画像検出器30の画素の受光部エリア31及び不感部エリア32とそれぞれサイズ及び位置を合わせて、画像検出器30の1次元のラインの1画素に対してその10倍の画素数が設定されている。なお、2次元では100倍の画素数が設定されている。An X-ray 16 is irradiated perpendicularly to the image detector 30, when shooting a lead edge image, an output signal corresponding to the incident X-ray amount from the light receiving portion area 31 of the pixel P 2 is obtained. The two-dimensional image of the image detector 30 is transferred to the large-capacity processed image storage means 8. In the memory space of the large-capacity processed image storage means 8, the size and position of the light receiving area 31 and the insensitive area 32 of the pixel of the image detector 30 are matched in advance, and one of the one-dimensional lines of the image detector 30 is stored. Ten times as many pixels as the number of pixels are set. In two dimensions, the number of pixels is set to 100 times.

ここで、画素の出力信号のレベルについて説明する。図8Bに示すように画像検出器30の微小移動のスタート時の撮影では、画素P2の受光部エリア31がX線16を受光する。このときの画素P2の出力信号のレベルを便宜的に5とする。一方、画素P2の不感部エリア32は信号電荷を発生しないので出力信号のレベルを0とする。画像検出器30の画素P2の受光部エリア31の出力信号(レベル5)は、その画素位置に相当する大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の10画素のうち5画素にそれぞれ同じように転送されて書き込まれる。残りの5画素には不感部エリア32の出力信号(レベル0)が書き込まれる。Here, the level of the output signal of the pixel will be described. Shooting at the start of the minute movement of the image detector 30 as shown in FIG 8B, the light receiving portion area 31 of the pixel P 2 is receiving the X-rays 16. The level of the output signal of the pixel P 2 at this time is 5 for convenience. On the other hand, the insensitive part area 32 of the pixel P 2 does not generate signal charge, so the level of the output signal is set to zero. Image output signal of the light receiving portion area 31 of the detector 30 of the pixel P 2 (Level 5), respectively, five pixels of the 10 pixels in the memory space of the mass processed image storage means 8 like corresponding to the pixel position Transferred to and written to. In the remaining five pixels, the output signal (level 0) of the dead area 32 is written.

次に、図9において符号15で示すように画像検出器30を画素サイズの1/10だけ図9において左に微小移動させる。すると、この1回目の移動によって、画素P2は、画素面積の1/10が鉛エッジ14で遮蔽される。この場合、不感部エリア32の一部が遮蔽され、受光部エリア31にはX線16が照射されている。したがって、このときの画素P2の受光部エリア31の出力信号レベルは5である。その出力信号(レベル5)を大容量処理画像記憶手段8に転送し、該当の5画素にそれぞれ書き込んだものが図9の中段に示す数値である。Next, as indicated by reference numeral 15 in FIG. 9, the image detector 30 is slightly moved to the left in FIG. 9 by 1/10 of the pixel size. Then, by this first movement, the pixel P 2 is shielded by the lead edge 14 in 1/10 of the pixel area. In this case, a part of the insensitive area 32 is shielded, and the light receiving area 31 is irradiated with the X-rays 16. Accordingly, the output signal level of the light receiving area 31 of the pixel P 2 at this time is 5. The output signal (level 5) is transferred to the large-capacity processed image storage means 8 and written to the corresponding five pixels, respectively, as shown in the middle part of FIG.

画像検出器30の1回目の移動と出力信号の書き込みとが終わった後、さらに画像検出器30を画素サイズの1/10だけ図9において左に微小移動させてエッジ像を撮影する。このときの画素P2の受光部エリア31の出力信号(レベル5)を大容量処理画像記憶手段8に転送し、書き込んだものが図9の下段に示す数値である。このように画像検出器30の移動と撮影を行いながら、その都度、各画素の出力信号を大容量処理画像記憶手段8に転送する処理を行う。このような画像検出器30の微小移動に合わせた各画素の出力信号を、大容量処理画像記憶手段8に転送した信号列として一覧にしたものが図10である。After the first movement of the image detector 30 and the writing of the output signal are completed, the image detector 30 is further moved slightly to the left in FIG. 9 by 1/10 of the pixel size to capture an edge image. The output signal (level 5) of the light receiving section area 31 of the pixel P 2 at this time is transferred to the large-capacity processed image storage means 8 and written is the numerical value shown in the lower part of FIG. In this way, while moving and photographing the image detector 30, a process of transferring the output signal of each pixel to the large-capacity processing image storage means 8 is performed. FIG. 10 shows a list of the output signals of each pixel in accordance with the minute movement of the image detector 30 as a signal sequence transferred to the large-capacity processed image storage means 8.

画像検出器30をdだけ移動するまでの移動時に大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間上の各画素に書き込まれる出力信号は逐次加算される。この処理は図10の表の信号レベルを縦列方向に加算する処理である。最終的な加算結果を、図10では、大容量処理画像記憶手段8の下に記載した。この数値列で表される曲線(ESF)の距離微分から算出したLSFを図10の最下段に記載した。この場合に、理論的に求めたESFのグラフを図11Aに示し、理論的に求めたLSFのグラフを図11Bに示す。   Output signals written to each pixel in the memory space of the large-capacity processed image storage unit 8 during the movement until the image detector 30 is moved by d are sequentially added. This process is a process of adding the signal levels in the table of FIG. 10 in the column direction. The final addition result is shown below the large-capacity processed image storage unit 8 in FIG. The LSF calculated from the distance differentiation of the curve (ESF) represented by this numerical sequence is shown at the bottom of FIG. In this case, a theoretically obtained ESF graph is shown in FIG. 11A, and a theoretically obtained LSF graph is shown in FIG. 11B.

図7Bから、LSFの形状が鋸歯状波である場合に求めたMTFを図12に二点鎖線で示す。同様に、図11Bから求めたMTFを図12に実線で示す。比較としてLSFの形状が矩形波である場合に求めたMTFを図12に破線で示す。LSFの形状が矩形波である場合、MTFのカットオフ周波数は、画素サイズをdとすると1/(2d)、すなわちナイキスト周波数で表される。これに対して、不感部エリアを考慮せずにDEMOT法を用いた場合(フィルファクタ100%の場合)、MTFのカットオフ周波数は1/dとなり、理論的にはナイキスト周波数の2倍で表され、解像力が向上する。また、不感部エリアを考慮してDEMOT法を用いた場合(フィルファクタ50%の場合)、MTFのカットオフ周波数は2/dとなり、理論的にはナイキスト周波数の4倍で表され、解像力が向上する。   From FIG. 7B, the MTF obtained when the shape of the LSF is a sawtooth wave is shown by a two-dot chain line in FIG. Similarly, the MTF obtained from FIG. 11B is shown by a solid line in FIG. As a comparison, the MTF obtained when the shape of the LSF is a rectangular wave is shown by a broken line in FIG. When the shape of the LSF is a rectangular wave, the cutoff frequency of the MTF is represented by 1 / (2d), that is, the Nyquist frequency, where d is the pixel size. On the other hand, when the DEMOT method is used without considering the dead area (when the fill factor is 100%), the cutoff frequency of the MTF is 1 / d, which is theoretically expressed as twice the Nyquist frequency. As a result, the resolution is improved. In addition, when the DEMOT method is used in consideration of the insensitive area (when the fill factor is 50%), the cutoff frequency of the MTF is 2 / d, which is theoretically expressed by four times the Nyquist frequency, and the resolving power is improves.

前記した不感部エリアを考慮してDEMOT法を用いた画像再構築アルゴリズムにおいては、説明を単純化するために図8Aに示す一点鎖線に着目して画像検出器30を説明しが、実際には画像検出器には画素が2次元配列されている。そのため、図1のX線撮影装置1では、得られる画像の横および縦の2方向に対して解像力を上げる目的で、画像検出器3を移動させる方向に対して、任意の一列の画素群の配列方向が傾斜するように画素を配設することとした。   In the image reconstruction algorithm using the DEMOT method in consideration of the insensitive area described above, the image detector 30 is described by focusing on the one-dot chain line shown in FIG. 8A to simplify the description. Pixels are two-dimensionally arranged in the image detector. Therefore, in the X-ray imaging apparatus 1 in FIG. 1, in order to increase the resolving power in two horizontal and vertical directions of the obtained image, the pixel group of an arbitrary column in the direction in which the image detector 3 is moved. The pixels are arranged so that the arrangement direction is inclined.

以下、X線撮影装置1が画像検出器3aを備える場合に、DEMOT法を用いた画像再構築アルゴリズムについて図2等を適宜参照しながら説明する。図13Aは、画像検出器3aのうちの一部の画素20a,20b,20c,20dと、被写体としての鉛エッジ14Bとの配置の一例を模式的に示す図である。図13Aに示す2×2の画素領域が鉛エッジ14Bの側に移動する場合、その移動をX方向の移動とY方向の移動とに分解して考えることができる。   Hereinafter, when the X-ray imaging apparatus 1 includes the image detector 3a, an image reconstruction algorithm using the DEMOT method will be described with reference to FIG. 2 and the like as appropriate. FIG. 13A is a diagram schematically illustrating an example of an arrangement of some of the pixels 20a, 20b, 20c, and 20d in the image detector 3a and a lead edge 14B as a subject. When the 2 × 2 pixel region shown in FIG. 13A moves to the lead edge 14B side, the movement can be divided into movement in the X direction and movement in the Y direction.

図13Aに示す2×2の画素領域を仮にX軸に平行な境界線で2等分し、画素20a,20bの組を想定する。さらに、画素20a,20bの組を、図13Bに示すように仮にX軸に平行な境界線で2等分すると、一方は、不感部エリアを有する画素P1,P2がX方向に移動するものとみなすことが可能である。このときの動作は、図8Bに示す動作と同様である。また、2等分したときの他方は、不感部エリアを有しない画素P3,P4がX方向に移動するものとみなすことが可能である。このときの動作は、図4Bに示す動作と同様である。したがって、不感部エリアを考慮したDEMOT法と、不感部エリアを考慮しないDEMOT法とを組み合わせればESFやLSFを算出可能である。A 2 × 2 pixel region shown in FIG. 13A is divided into two equal parts by a boundary line parallel to the X axis, and a set of pixels 20a and 20b is assumed. Further, if the set of the pixels 20a and 20b is divided into two equal parts by a boundary line parallel to the X axis as shown in FIG. 13B, one of the pixels P 1 and P 2 having a dead area moves in the X direction. It can be regarded as a thing. The operation at this time is the same as the operation shown in FIG. 8B. In addition, the other of the two halves can be regarded as the pixels P 3 and P 4 having no dead area moving in the X direction. The operation at this time is the same as the operation shown in FIG. 4B. Therefore, ESF and LSF can be calculated by combining the DEMOT method considering the insensitive part area and the DEMOT method not considering the insensitive part area.

図13Aに示す2×2の画素領域をY方向に移動する場合についても同様に考えることができる。この場合、画素20a,20cの組を、図13Cに示すように、不感部エリアを有する画素P5,P6と、不感部エリアを有しない画素P7,P8とで構成されているとみなすことが可能である。The same applies to the case of moving the 2 × 2 pixel region shown in FIG. 13A in the Y direction. In this case, as shown in FIG. 13C, the set of the pixels 20a and 20c is composed of pixels P 5 and P 6 having a dead area and pixels P 7 and P 8 having no dead area. It can be considered.

図14は、X線撮影装置1が画像検出器3aを備える場合について、大容量処理画像記憶手段8に設定されたメモリに書き込まれた信号強度の一例を示す模式図である。図14において、太線の矩形の枠は、ピクセル毎の記録領域を表しており、横に10行に分割され縦に10列に分割され、合計100個のメモリを備えている。なお、画素群の配列方向の傾斜角度に対応させて全体を45度傾けて表示した。   FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of the signal intensity written in the memory set in the large-capacity processing image storage unit 8 when the X-ray imaging apparatus 1 includes the image detector 3a. In FIG. 14, a bold rectangular frame represents a recording area for each pixel, is divided into 10 rows horizontally and 10 columns vertically, and has a total of 100 memories. Note that the entire display was tilted 45 degrees corresponding to the tilt angle in the arrangement direction of the pixel group.

ここでは、画像検出器3aの画素20の受光部エリア21全体でX線を受光するときの出力信号のレベルを便宜的に5とする。一方、不感部エリア22は信号電荷を発生しないので出力信号のレベルを0とする。DEMOT法による画像検出器3aの微小移動のスタート時の撮影では、画素20の不感部エリア22と受光部エリア21との面積比(1/3)等に対応させて、図14に示す太線の矩形の枠において、25個のメモリに信号レベル0が書き込まれ、残りの75個のメモリに信号レベル5が書き込まれる。   Here, for convenience, the level of the output signal when receiving X-rays in the entire light receiving area 21 of the pixel 20 of the image detector 3a is set to 5. On the other hand, since the dead area 22 does not generate signal charges, the level of the output signal is set to zero. In photographing at the start of the minute movement of the image detector 3a by the DEMOT method, the bold line shown in FIG. 14 corresponds to the area ratio (1/3) between the insensitive part area 22 and the light receiving part area 21 of the pixel 20 or the like. In the rectangular frame, signal level 0 is written in 25 memories, and signal level 5 is written in the remaining 75 memories.

太線の矩形の枠に隣接する他のピクセルの記録領域においても各メモリに同様に画素の出力信号が書き込まれる。よって、図14においてA軸に沿った行L1においては、連続した5個のメモリに信号レベル0が書き込まれている。行L1から見て、図14においてB軸に沿って1つ上の行においては、連続した4個のメモリに信号レベル0が書き込まれている。また、行L1の2つ上の行においては、連続した3個のメモリに信号レベル0が書き込まれている。さらに、行L1の5つ上にある行L2においては、連続した10個のメモリに信号レベル5が書き込まれている。同様に、行L4においては、連続した10個のメモリに信号レベル5が書き込まれている。また、行L3,L5においては、連続した5個のメモリに信号レベル0が書き込まれている。   In the recording area of other pixels adjacent to the bold rectangular frame, the pixel output signal is similarly written in each memory. Therefore, in the row L1 along the A axis in FIG. 14, the signal level 0 is written in five consecutive memories. As viewed from the row L1, in the row one level up along the B axis in FIG. 14, the signal level 0 is written in four consecutive memories. In the second row above the row L1, the signal level 0 is written in three consecutive memories. Further, in the row L2 five above the row L1, the signal level 5 is written in ten consecutive memories. Similarly, in the row L4, the signal level 5 is written in ten consecutive memories. In rows L3 and L5, signal level 0 is written in five consecutive memories.

図2に示すように、画像検出器3aを移動方向15に画素幅dの1/10の微小距離の1.41倍ずつ移動させると、画像検出器3aに並んだ画素群をX方向に画素幅dの1/10ずつ微小移動させることができる。同時に、画像検出器3aに並んだ画素群をY方向に画素幅dの1/10ずつ微小移動させることができる。   As shown in FIG. 2, when the image detector 3a is moved in the moving direction 15 by 1.41 times a minute distance that is 1/10 of the pixel width d, the pixel group arranged in the image detector 3a is moved to the pixel in the X direction. It can be moved minutely by 1/10 of the width d. At the same time, the pixel groups arranged in the image detector 3a can be finely moved in the Y direction by 1/10 of the pixel width d.

画像検出器3aの移動方向15をX方向に分解した場合、図13Bに示すように画素20a,20bの組を、仮想的に、不感部エリアを有する画素P1,P2と、不感部エリアを有しない画素P3,P4とで構成されているとみなすことができる。この場合に、DEMOT法を用いて、X方向に画素幅dだけ移動するまでに、大容量処理画像記憶手段8に設定された所定ピクセルの各メモリに書き込まれて最終的に加算された信号強度の一例を図15Aに示す。When the moving direction 15 of the image detector 3a is decomposed in the X direction, as shown in FIG. 13B, a set of pixels 20a and 20b is virtually divided into pixels P 1 and P 2 having a dead area and a dead area. It can be considered that the pixel P 3 is composed of pixels P 3 and P 4 that do not have In this case, the signal intensity written and finally added to each memory of a predetermined pixel set in the large-capacity processing image storage means 8 until the pixel width d is moved in the X direction by using the DEMOT method. An example is shown in FIG. 15A.

図15Aにおいてハッチングを付した10個のメモリのうち、左半分の5個のメモリに書き込まれた信号レベル「15,19,22,24,25」は、図10の大容量処理画像記憶手段8の下に記載した数値列で表される曲線(ESF)の一部と同じものであり、図10に示す画素P2の不感部エリアの位置及びサイズに対応している。また、右半分の5個のメモリに書き込まれた信号レベル「90,94,97,99,100」は、図6において大容量処理画像記憶手段8の下に記載した数値列で表される曲線(ESF)の一部と同じものであり、図6に示す画素P2の位置及びサイズに対応している。15A, the signal level “15, 19, 22, 24, 25” written in the five left half memories among the 10 hatched memories is the large-capacity processed image storage means 8 in FIG. Is the same as a part of the curve (ESF) represented by the numerical sequence described below, and corresponds to the position and size of the dead area of the pixel P 2 shown in FIG. The signal level “90, 94, 97, 99, 100” written in the five memories on the right half is a curve represented by a numerical sequence described below the large-capacity processed image storage means 8 in FIG. This is the same as a part of (ESF) and corresponds to the position and size of the pixel P 2 shown in FIG.

画像検出器3aの移動方向15をY方向に分解した場合、図13Cに示すように画素20a,20cの組を、仮想的に、不感部エリアを有する画素P5,P6と、不感部エリアを有しない画素P7,P8とで構成されているとみなすことができる。この場合に、DEMOT法を用いてY方向に画素幅dだけ移動するまでに、大容量処理画像記憶手段8に設定された前記所定ピクセルの各メモリに書き込まれて最終的に加算された信号強度の一例を図15Bに示す。このピクセルの各メモリには、図15Aに示す信号値と、図15Bに示す信号値と、を合わせた信号値が書き込まれることになる。When the moving direction 15 of the image detector 3a is disassembled in the Y direction, as shown in FIG. 13C, a set of pixels 20a and 20c is virtually divided into pixels P 5 and P 6 having a dead area and a dead area. It can be regarded that the pixel P 7 is composed of pixels P 7 and P 8 that do not have In this case, the signal intensity written and finally added to each memory of the predetermined pixel set in the large-capacity processing image storage means 8 until the pixel width d is moved in the Y direction by using the DEMOT method. An example is shown in FIG. 15B. A signal value that is a combination of the signal value shown in FIG. 15A and the signal value shown in FIG. 15B is written in each memory of this pixel.

ここで、画像検出器3の他の例について図16を参照して説明する。画像検出器3bは、画素20が2次元配列された画素アレイを有する。画素アレイは、画素20を縦横に揃えて並べた正方配列である。画像検出器3bの移動方向15に対して、任意の一列の画素群の配列方向が傾斜するように配設されている。画素20は、受光部エリア21と、不感部エリア22とを備え、フィルファクタは75%である。ここでは、移動方向15に並べられた10個の画素20からなる画素群(破線L5)と、移動方向15に並べられた9個の画素20からなる画素群(破線L2)と、を交互に配設した部分を図示した。破線L2の位置は、図14に示す大容量処理画像記憶手段8に設定されたメモリの行L2の位置に対応している。同様に破線L5の位置は、図14に示す行L5の位置に対応している。   Here, another example of the image detector 3 will be described with reference to FIG. The image detector 3b has a pixel array in which the pixels 20 are two-dimensionally arranged. The pixel array is a square array in which the pixels 20 are aligned vertically and horizontally. Arrangement direction of an arbitrary pixel group is arranged so as to be inclined with respect to the moving direction 15 of the image detector 3b. The pixel 20 includes a light receiving area 21 and a dead area 22 and has a fill factor of 75%. Here, a pixel group composed of 10 pixels 20 arranged in the moving direction 15 (broken line L5) and a pixel group composed of nine pixels 20 arranged in the moving direction 15 (broken line L2) are alternately arranged. The arranged part is shown. The position of the broken line L2 corresponds to the position of the memory row L2 set in the large-capacity processing image storage unit 8 shown in FIG. Similarly, the position of the broken line L5 corresponds to the position of the row L5 shown in FIG.

本発明のX線撮影装置1の性能を確かめるために以下の実験1、実験2を行った。適宜図1を参照しながら説明する。
<前提>
各実験では、画像検出器3を模擬したFPDモデルを用いた。FPDモデルは、所定厚みの矩形の枠の中に、画素を模擬する多数の窓を格子状に設け、枠の表面及び裏面に拡散板を配設して形成したものである。ここでは、縦300mm×横300mm×高さ20mmの矩形の枠の中に、0.2mmの隔壁で仕切った1辺10mmの矩形の窓を設けた。つまり、FPDモデルは画素幅が10.2mmの画素が配列された画像検出器を模擬する。この窓の一部を遮蔽することで不感部エリアを模擬することができる。
In order to confirm the performance of the X-ray imaging apparatus 1 of the present invention, the following Experiment 1 and Experiment 2 were performed. This will be described with reference to FIG.
<Premise>
In each experiment, an FPD model simulating the image detector 3 was used. The FPD model is formed by providing a large number of windows simulating pixels in a rectangular frame with a predetermined thickness in a lattice shape and disposing diffusion plates on the front and back surfaces of the frame. Here, a rectangular window having a side of 10 mm divided by a 0.2 mm partition was provided in a rectangular frame having a length of 300 mm, a width of 300 mm, and a height of 20 mm. That is, the FPD model simulates an image detector in which pixels having a pixel width of 10.2 mm are arranged. By blocking a part of the window, the dead area can be simulated.

また、各実験に共通に用いた被写体を図17に示す。図17に示す被写体は、テストパターン(スターパターンチャート)である。このテストパターンには、原点から放射状に広がる複数の扇形で白黒の縞模様のパターンが形成されている。これにより、放射状の白黒の縞模様のパターンが原点付近まで見えるほど、撮影装置による解像力が高い、ということが分かる。パターンの放射方向の長さは100mm程度とした。   In addition, FIG. 17 shows subjects commonly used in each experiment. The subject shown in FIG. 17 is a test pattern (star pattern chart). In this test pattern, a plurality of fan-shaped black and white striped patterns extending radially from the origin are formed. Thus, it can be seen that the more the radial black-and-white striped pattern is seen to the vicinity of the origin, the higher the resolving power by the photographing apparatus. The length of the pattern in the radial direction was about 100 mm.

<実験方法>
FPDモデルの正面側に所定距離だけ離間させてカメラを固定した。FPDモデルの枠全体を水平方向から45度傾斜させることで、窓の配列方向を水平方向から45度傾斜させた。FPDモデルの表面側に、カメラから視て左半分の側にテストパターンを固定した。この状態でFPDモデルをカメラから視て左右にスライドできるように設置した。FPDモデルの背面側に、面発光型のバックライトを固定した。バックライトでFPDモデルを照明した状態で、テストパターンをカメラ撮影した。
<Experiment method>
The camera was fixed at a predetermined distance from the front side of the FPD model. By tilting the entire frame of the FPD model by 45 degrees from the horizontal direction, the arrangement direction of the windows was tilted by 45 degrees from the horizontal direction. A test pattern was fixed to the front half of the FPD model on the left half side as viewed from the camera. In this state, the FPD model was installed so that it could slide to the left and right when viewed from the camera. A surface-emitting backlight was fixed on the back side of the FPD model. The test pattern was photographed with the camera while the FPD model was illuminated with the backlight.

<実験1>
実験1は、事前の予備実験であり、フィルファクタを100%としてテストパターンを撮影したときにDEMOT法により解像力が向上することを確かめるための実験である。このため、FPDモデルの窓をすべて開放することで、不感部エリアを設けないことを模擬した。このとき、FPDモデルを例えば右から左に微小移動させながらテストパターンを撮影した。また、対比するために、FPDモデルを静止させた状態でテストパターンを撮影した。
<Experiment 1>
Experiment 1 is a preliminary experiment for confirming that the resolving power is improved by the DEMOT method when a test pattern is photographed with a fill factor of 100%. For this reason, it was simulated that the dead area is not provided by opening all the windows of the FPD model. At this time, the test pattern was photographed while moving the FPD model minutely from right to left, for example. For comparison, a test pattern was photographed with the FPD model stationary.

図18に示す画像は、FPDモデルを静止させた状態で撮影された画像である。この画像は、画像処理にDEMOT法を用いない場合に出力された画像に相当する。細かな正方形は、FPDモデルの窓である。この窓をピクセルとした画像が得られていることが分かる。なお、図18において右側に見える縦長の矩形の画像は被写体とは無関係である。
図19に示す画像は、FPDモデルを例えば右から左に窓1つ分だけ微小移動させながら撮影された画像である。この画像は、画像処理にDEMOT法を用いた場合に出力された画像に相当する。図19に示すように、FPDモデルの窓よりも小さなピクセルの画像が得られていることが分かる。
要するに、図19に示す画像は、図18に示す画像よりも、テストパターンの白黒の縞模様のパターンが鮮明である。よって、フィルファクタを100%としてDEMOT法を用いた場合、DEMOT法を用いない場合に比べて、解像力が理論的には2倍に向上することを確かめた。
The image shown in FIG. 18 is an image taken with the FPD model stationary. This image corresponds to an image output when the DEMOT method is not used for image processing. The fine square is the window of the FPD model. It can be seen that an image with this window as a pixel is obtained. Note that the vertically long rectangular image seen on the right side in FIG. 18 is irrelevant to the subject.
The image shown in FIG. 19 is an image taken while finely moving the FPD model by, for example, one window from right to left. This image corresponds to an image output when the DEMOT method is used for image processing. As shown in FIG. 19, it can be seen that an image of pixels smaller than the window of the FPD model is obtained.
In short, the image shown in FIG. 19 has a clearer black and white striped pattern of the test pattern than the image shown in FIG. Therefore, it was confirmed that when the DEMOT method was used with a fill factor of 100%, the resolving power theoretically improved twice as compared with the case where the DEMOT method was not used.

<実験2>
実験2では、フィルファクタを低下させてテストパターンを撮影した。このため、FPDモデルに配列された複数の窓のうちの一部を遮蔽することで、不感部エリアを設けることを模擬した。具体的には、FPDモデルの表面の左半分の側に配列された複数の窓とその遮蔽部とを図16に示すように配列し、フィルファクタを75%とした。そして、FPDモデルにおいて不感部エリアを設けた部分の表面にテストパターンを固定し、FPDモデルを右から左に窓1つ分だけ微小移動させながらテストパターンを撮影した。このときに得られた画像を図20に示す。
<Experiment 2>
In Experiment 2, a test pattern was taken with a reduced fill factor. For this reason, provision of the insensitive part area was simulated by shielding a part of the plurality of windows arranged in the FPD model. Specifically, a plurality of windows arranged on the left half side of the surface of the FPD model and their shielding portions were arranged as shown in FIG. 16, and the fill factor was 75%. Then, the test pattern was fixed on the surface of the FPD model where the dead area was provided, and the test pattern was photographed while moving the FPD model by one window from right to left. An image obtained at this time is shown in FIG.

図20に示す画像は、アーチファクトが見られるものの、図19に示す画像と比較して、白黒の縞模様のパターンが原点により近いところまで識別できることが分かる。よって、フィルファクタを75%としてDEMOT法を用いた場合、フィルファクタを100%としてDEMOT法を用いた場合に比べて、解像力が理論的には2倍に向上することを確かめた。つまり、DEMOT法を用いない場合に比べて、解像力が理論的には4倍に向上することを確かめた。   Although the image shown in FIG. 20 shows artifacts, it can be seen that the black and white striped pattern can be identified closer to the origin than the image shown in FIG. Therefore, it was confirmed that when the DEMOT method was used with a fill factor of 75%, the resolving power theoretically improved twice as compared with the case where the DEMOT method was used with a fill factor of 100%. That is, it was confirmed that the resolving power was theoretically improved by a factor of 4 compared with the case where the DEMOT method was not used.

以上説明したように、第1実施形態に係るX線撮影装置1によれば、DEMOT法による画像処理によって、ナイキスト周波数の2倍よりも大きくなるような解像力を得ることができる。   As described above, according to the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment, it is possible to obtain a resolution that is greater than twice the Nyquist frequency by image processing using the DEMOT method.

(第2実施形態)
第2実施形態に係るX線撮影装置1は、画像処理手段10によって、図20に示すようなアーチファクトを低減するものである。第2実施形態に係るX線撮影装置1において第1実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を付して説明を適宜省略する。第2実施形態に係るX線撮影装置1は、例えば、図16に示す画像検出器3bを備えているものとする。
(Second Embodiment)
The X-ray imaging apparatus 1 according to the second embodiment reduces artifacts as shown in FIG. 20 by the image processing means 10. In the X-ray imaging apparatus 1 according to the second embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. The X-ray imaging apparatus 1 according to the second embodiment includes, for example, an image detector 3b illustrated in FIG.

画像処理手段10は、画像検出器3bを移動させる方向15に対する画素20の配列方向の角度と、各画素20の配置と、不感部エリア22と受光部エリア21との面積比と、画素20における不感部エリア22の位置についての各情報の入力を受け付ける。各画素の配置情報や画素情報の一例を次の(1)〜(5)に記載する。
(1)画像検出器3bを移動させる方向15に対する画素20の配列方向の角度は45度である。
(2)画素アレイは、画素を縦横に揃えて並べた正方配列である。
(3)不感部エリア22と受光部エリア21との面積比は1/3である。つまり、フィルファクタは75%である。
(4)画素20における不感部エリア22の位置は、矩形の画素の左角部である。
(5)不感部エリア22の形状は、画素20の形状と同様に矩形である。
The image processing means 10 includes the angle of the arrangement direction of the pixels 20 with respect to the direction 15 in which the image detector 3 b is moved, the arrangement of the pixels 20, the area ratio between the insensitive area 22 and the light receiving area 21, The input of each information about the position of the insensitive part area 22 is received. Examples of arrangement information and pixel information of each pixel are described in the following (1) to (5).
(1) The angle of the arrangement direction of the pixels 20 with respect to the direction 15 in which the image detector 3b is moved is 45 degrees.
(2) The pixel array is a square array in which pixels are aligned vertically and horizontally.
(3) The area ratio between the insensitive area 22 and the light receiving area 21 is 1/3. That is, the fill factor is 75%.
(4) The position of the dead area 22 in the pixel 20 is the left corner of the rectangular pixel.
(5) The shape of the insensitive part area 22 is a rectangle like the shape of the pixel 20.

これらの情報は、画像処理手段10の外部の制御装置から入力するようにしてもよいし、予め記憶手段に格納しておいたものを画像処理手段10が読み出すようにしてもよい。これにより、大容量処理画像記憶手段8のメモリ空間には、画像検出器3bの画素20とサイズ及び位置を合わせ、ピクセル毎の記録領域の分割数Mに対応して、1画素に対してそのM×M倍の画素数が設定されることになる。例えば、分割数M=10の場合、図14に示すように、1画素に対して合計100個のメモリを備える。   These pieces of information may be input from a control device external to the image processing means 10, or the image processing means 10 may read out information stored in advance in the storage means. Thereby, the size and position of the pixel 20 of the image detector 3b are matched with the pixel space of the image detector 3b in the memory space of the large-capacity processed image storage means 8, and corresponding to the division number M of the recording area for each pixel, M × M times the number of pixels is set. For example, when the division number M = 10, as shown in FIG. 14, a total of 100 memories are provided for one pixel.

図16に示す画像検出器3bを用いた場合、図20に示すような2次元アーチファクトが生じた。このようなアーチファクトが生じた理由は、画像検出器3bの受光面上の感度にバラツキがあるためであると考えられる。図16に示す画像検出器3bの画素アレイは正方配列である。この場合、移動方向15に沿って配列された画素群における感度が、列の位置によって異なる。具体的には、図16に示すように、例えば破線L2上には受光部エリア21だけが配置されているが、例えば破線L5上では不感部エリア22が占める割合は受光部エリア21と等しくなっている(不感部エリア占有率50%)。   When the image detector 3b shown in FIG. 16 is used, a two-dimensional artifact as shown in FIG. 20 occurs. The reason why such an artifact has occurred is considered to be due to variations in sensitivity on the light receiving surface of the image detector 3b. The pixel array of the image detector 3b shown in FIG. 16 is a square array. In this case, the sensitivity in the pixel group arranged along the moving direction 15 varies depending on the column position. Specifically, as shown in FIG. 16, for example, only the light receiving area 21 is arranged on the broken line L <b> 2. For example, the ratio of the insensitive area 22 is equal to the light receiving area 21 on the broken line L <b> 5. (Insensitive area area occupation rate 50%).

そこで、受光面上の感度のバラツキを補正するために、本実施形態では、画像処理手段10は、大容量処理画像記憶手段8に設定されたメモリ空間で100倍に拡大されたフレーム画像から感度特性曲線を求め、生成した処理画像の信号値を、感度特性曲線により補正することとした。画像処理手段10は、拡大されたフレーム画像において、画像検出器3bを移動させる方向15の信号強度を加算することで、移動させる方向に直交する方向における感度特性曲線を求める。   Therefore, in order to correct the sensitivity variation on the light receiving surface, in this embodiment, the image processing means 10 detects the sensitivity from the frame image enlarged 100 times in the memory space set in the large-capacity processing image storage means 8. A characteristic curve was obtained, and the signal value of the generated processed image was corrected by the sensitivity characteristic curve. The image processing means 10 obtains a sensitivity characteristic curve in the direction orthogonal to the moving direction by adding the signal intensity in the direction 15 in which the image detector 3b is moved in the enlarged frame image.

具体的には、画像検出器3bで検出する画像の信号値を、図14に示すように1画素に対して100個のメモリに記録した、拡大したフレーム画像を想定する。図14のA軸の方向は、画像検出器3bの移動方向15に対応している。図14において例えば行L1,L5において、10個の画素群に対応した100個のメモリに信号値が書き込まれ、その合計は例えば250となる。行L2,L4において、95個のメモリに信号値が書き込まれ、その合計は例えば475となる。行L3において、9個の画素群に対応した90個のメモリに信号値が書き込まれ、その合計は例えば225となる。このようにして求めたのが図21に示す感度特性曲線である。図21に示す感度特性曲線は、信号レベルが高いほど、つまり画像の濃度が薄いほど相対強度が大きいものとした。なお、画像の濃度が濃いほど相対強度が大きくなるような感度特性曲線を採用してもよい。   Specifically, an enlarged frame image is assumed in which the signal value of the image detected by the image detector 3b is recorded in 100 memories for each pixel as shown in FIG. The direction of the A axis in FIG. 14 corresponds to the moving direction 15 of the image detector 3b. In FIG. 14, for example, in rows L1 and L5, signal values are written in 100 memories corresponding to 10 pixel groups, and the total is 250, for example. In the rows L2 and L4, signal values are written in 95 memories, and the total is 475, for example. In the row L3, signal values are written in 90 memories corresponding to 9 pixel groups, and the total is 225, for example. The sensitivity characteristic curve shown in FIG. 21 is obtained in this way. The sensitivity characteristic curve shown in FIG. 21 has a higher relative intensity as the signal level is higher, that is, as the image density is lower. A sensitivity characteristic curve may be employed in which the relative intensity increases as the image density increases.

前記実験2において、不感部エリアを設けたFPDモデルを右から左に窓1つ分だけ微小移動させながらテストパターンを撮影し、画像処理手段10によって、生成した処理画像の信号値を、感度特性曲線により補正して画像を得た。得られた画像を図22に示す。図22に示す画像では、図20に示す画像と比べると、アーチファクトを大幅に低減することができた。   In the experiment 2, a test pattern was photographed while moving the FPD model provided with the insensitive area by a small amount from the right to the left by one window, and the signal value of the processed image generated by the image processing means 10 is expressed as a sensitivity characteristic. An image was obtained by correcting with a curve. The obtained image is shown in FIG. In the image shown in FIG. 22, the artifact can be greatly reduced as compared with the image shown in FIG. 20.

(第3実施形態)
第3実施形態に係るX線撮影装置1は、図20に示すようなアーチファクトを感度特性曲線を求めることなく低減するものである。第3実施形態に係るX線撮影装置1において第1実施形態の構成と同じ構成には同じ符号を付して説明を適宜省略する。第3実施形態に係るX線撮影装置1は、例えば、図23に示す画像検出器3cを備えているものとする。
(Third embodiment)
The X-ray imaging apparatus 1 according to the third embodiment reduces artifacts as shown in FIG. 20 without obtaining a sensitivity characteristic curve. In the X-ray imaging apparatus 1 according to the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. Assume that the X-ray imaging apparatus 1 according to the third embodiment includes, for example, an image detector 3c illustrated in FIG.

画像検出器3cに配列された個々の画素20は、図16に示す画像検出器3bに配列された個々の画素20と同じものである。ただし、画像検出器3cの画素アレイは、一列おきに画素の位置をずらして並べた交互配列である。このずらし幅は任意であるが、ここでは、一例として、一列おきに画素の位置を半画素ずらした。   The individual pixels 20 arranged in the image detector 3c are the same as the individual pixels 20 arranged in the image detector 3b shown in FIG. However, the pixel array of the image detector 3c is an alternating arrangement in which the positions of the pixels are shifted every other column. The shift width is arbitrary, but here, as an example, the pixel positions are shifted by half a pixel every other column.

図23に示すように、交互配列の場合、移動方向15に沿って配列された画素群における感度が、列の位置によらずに一定である。具体的には、破線L6上において不感部エリア22が占める割合は受光部エリア21が占める割合のおよそ1/3となっている(不感部エリア占有率33%)。また、破線L6を上下にずらした位置においても、不感部エリア22が占める割合と受光部エリア21が占める割合とは不変である。そのため、図20に示すようなアーチファクトを大幅に低減することができると考えられる。   As shown in FIG. 23, in the case of the alternating arrangement, the sensitivity in the pixel group arranged along the movement direction 15 is constant regardless of the column position. Specifically, the ratio of the insensitive part area 22 on the broken line L6 is approximately 1/3 of the ratio of the light receiving area 21 (the insensitive part area occupancy rate of 33%). Further, even at a position where the broken line L6 is shifted up and down, the ratio occupied by the insensitive area 22 and the ratio occupied by the light receiving area 21 are unchanged. Therefore, it is considered that artifacts as shown in FIG. 20 can be greatly reduced.

(第4実施形態)
第4実施形態に係るX線撮影装置1は、画像検出器3の受光面において画素の不感部エリアの形状が異なる以外は、第1実施形態に係るX線撮影装置1と同様なものである。したがって、画素の不感部エリアの形状とその変形例について図面を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
The X-ray imaging apparatus 1 according to the fourth embodiment is the same as the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment except that the shape of the insensitive area of the pixel is different on the light receiving surface of the image detector 3. . Therefore, the shape of the insensitive area of the pixel and its modification will be described with reference to the drawings.

図24(a)に示す画素40は、受光部エリア41と、不感部エリア42とを備えている。不感部エリア42は、画素40の中心点を含み、受光部エリア41に囲まれている。不感部エリア42の形状は、画素40の形状と相似形の正方形である。画素40のフィルファクタは75%である。   A pixel 40 shown in FIG. 24A includes a light receiving area 41 and a dead area 42. The dead area 42 includes the center point of the pixel 40 and is surrounded by the light receiving area 41. The shape of the insensitive area 42 is a square that is similar to the shape of the pixel 40. The fill factor of the pixel 40 is 75%.

図24(b)に示す画素50は、受光部エリア51と、不感部エリア52とを備えている。不感部エリア52の形状は、画素50の形状と相似形の正方形であり、不感部エリア52は画素50の右角部に配設されている。画素50のフィルファクタは75%である。   A pixel 50 shown in FIG. 24B includes a light receiving area 51 and a dead area 52. The shape of the insensitive part area 52 is a square similar to the shape of the pixel 50, and the insensitive part area 52 is disposed at the right corner of the pixel 50. The fill factor of the pixel 50 is 75%.

図24(c)に示す画素60は、受光部エリア61と、不感部エリア62とを備えている。不感部エリア62の形状は、長方形であり、不感部エリア62は画素60の輪郭の一辺と、その両端のそれぞれの辺の一部分とを含んでいる。画素60のフィルファクタは75%である。   A pixel 60 shown in FIG. 24C includes a light receiving area 61 and a dead area 62. The shape of the insensitive part area 62 is a rectangle, and the insensitive part area 62 includes one side of the outline of the pixel 60 and a part of each side of both ends thereof. The fill factor of the pixel 60 is 75%.

図24(d)に示す画素70は、受光部エリア71と、不感部エリア72とを備えている。不感部エリア72の形状は、長方形であり、不感部エリア72は画素70の左角部と、その角部を挟む二辺の一部分とを含んでいる。画素70のフィルファクタは62.5%である。
これら図24(a)〜図24(d)に示す各画素において、不感部エリアの受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。
A pixel 70 shown in FIG. 24D includes a light receiving area 71 and a dead area 72. The insensitive part area 72 has a rectangular shape, and the insensitive part area 72 includes the left corner of the pixel 70 and a part of two sides sandwiching the corner. The fill factor of the pixel 70 is 62.5%.
In each pixel shown in FIGS. 24 (a) to 24 (d), the shape of the light-receiving surface of the insensitive area is an overlap formed when two shapes having the same shape as the shape of the light-receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. The shape of the part is the same.

図24(e)に示す画素80は、受光部エリア81と、不感部エリア82とを備えている。受光部エリア81の受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。受光部エリア51の形状は、画素80の形状と相似形の正方形であり、受光部エリア51は画素80の右角部に配設されている。画素80のフィルファクタは25%である。
これら図24(a)〜図24(e)に示す各画素において、不感部エリアの受光面における形状は、画素の受光面における形状を移動方向15に平行に二等分する中心線Cに対して対称な形状を含んでいる。
A pixel 80 shown in FIG. 24E includes a light receiving area 81 and a dead area 82. The shape of the light receiving surface of the light receiving portion area 81 is the same as the shape of the overlapping portion formed when two figures having the same shape as the shape of the light receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. The shape of the light receiving area 51 is a square that is similar to the shape of the pixel 80, and the light receiving area 51 is disposed at the right corner of the pixel 80. The fill factor of the pixel 80 is 25%.
In each of the pixels shown in FIGS. 24A to 24E, the shape of the light-receiving surface of the insensitive area is relative to the center line C that bisects the shape of the light-receiving surface of the pixel in parallel with the moving direction 15. And symmetric shapes.

図25は、図24(c)に示す画素60を配列した画像検出器3d及びその移動方向の一例を示す図である。図25に示す画像検出器3dは、画素60が2次元配列された画素アレイを有する。画素アレイは、画素60を縦横に揃えて並べた正方配列である。画素幅をdとすると、画素幅dの値は、不感部エリア62の幅Wと受光部エリア61の幅Lとの合計値である。ここでは、一例として幅Lが幅Wの3倍であるものとした。つまり、フィルファクタは75%である。この場合、理論的には、画像検出器3dにおいてX方向の解像力は、40[cycles/mm]で表され、ナイキスト周波数の8倍に向上する。   FIG. 25 is a diagram illustrating an example of the image detector 3d in which the pixels 60 illustrated in FIG. The image detector 3d shown in FIG. 25 has a pixel array in which the pixels 60 are two-dimensionally arranged. The pixel array is a square array in which the pixels 60 are aligned vertically and horizontally. Assuming that the pixel width is d, the value of the pixel width d is the total value of the width W of the insensitive area 62 and the width L of the light receiving area 61. Here, as an example, the width L is assumed to be three times the width W. That is, the fill factor is 75%. In this case, theoretically, the resolving power in the X direction in the image detector 3d is represented by 40 [cycles / mm], and is improved to 8 times the Nyquist frequency.

次に、不感部エリアの面積と解像力との関係について図26(a)〜図26(d)を参照して説明する。ここでは、画像検出器3の受光面の1つの画素に注目し、当該画素の角部に不感部エリアを有し、画素の対角線の方向に画像検出器を移動させるものとしていくつかの具体例について説明する。   Next, the relationship between the area of the insensitive area and the resolving power will be described with reference to FIGS. 26 (a) to 26 (d). Here, some specific examples will be given in which one pixel on the light receiving surface of the image detector 3 is focused on, has a dead area at the corner of the pixel, and moves the image detector in the diagonal direction of the pixel. Will be described.

図26(a)に示す画素100には、不感部エリアを設けていないので、画素100のフィルファクタは100%である。この画素100が配列された画像検出器3を使用してDEMOT法による画像処理を行った場合、理論的には解像力はナイキスト周波数の2倍で表される。   Since the pixel 100 shown in FIG. 26A is not provided with a dead area, the fill factor of the pixel 100 is 100%. When image processing by the DEMOT method is performed using the image detector 3 in which the pixels 100 are arranged, the resolving power is theoretically expressed by twice the Nyquist frequency.

図26(c)に示す画素120は、受光部エリア121と、不感部エリア122とを備えている。画素120のフィルファクタは75%である。受光面における受光部エリア121の形状はアルファベットのL字状であるので、画素120のことを、L型形態画素ともいう。この画素120が配列された画像検出器3を使用してDEMOT法による画像処理を行った場合、理論的には解像力は、前記したようにナイキスト周波数の4倍で表される。このような比較的高い解像力とする場合(高解像型の場合)、上記フィルファクタの値とすることが好ましい。   A pixel 120 shown in FIG. 26C includes a light receiving area 121 and a dead area 122. The fill factor of the pixel 120 is 75%. Since the shape of the light receiving portion area 121 on the light receiving surface is an L shape of the alphabet, the pixel 120 is also referred to as an L-shaped pixel. When image processing by the DEMOT method is performed using the image detector 3 in which the pixels 120 are arranged, the resolving power is theoretically expressed by four times the Nyquist frequency as described above. In the case of such a relatively high resolution (in the case of a high resolution type), it is preferable to set the fill factor value.

図26(b)に示す画素110は、L型形態画素であって、受光部エリア111と、不感部エリア112とを備えている。画素110のフィルファクタは93.75%である。この画素110が配列された画像検出器3を使用してDEMOT法による画像処理を行った場合、理論的には解像力はナイキスト周波数の3倍で表される。これによれば、図26(a)に示す画素100を用いた場合に比べて高い解像力が得られると共に、図26(b)に示す画素120を用いた場合に比べて粒状性が優れた画像が得られる。よって、画像の粒状性を重視しつつ高解像の画像を得ようとする場合(粒状性重視高解像型の場合)、上記フィルファクタの値とすることが好ましい。   A pixel 110 illustrated in FIG. 26B is an L-type pixel, and includes a light receiving area 111 and a dead area 112. The fill factor of the pixel 110 is 93.75%. When image processing by the DEMOT method is performed using the image detector 3 in which the pixels 110 are arranged, the resolving power is theoretically expressed by three times the Nyquist frequency. According to this, an image having high resolution compared to the case where the pixel 100 shown in FIG. 26A is used and an excellent graininess compared to the case where the pixel 120 shown in FIG. 26B is used. Is obtained. Therefore, when it is intended to obtain a high-resolution image while emphasizing the graininess of the image (in the case of a high-resolution type emphasizing graininess), the value of the fill factor is preferable.

図26(d)に示す画素130は、L型形態画素であって、受光部エリア131と、不感部エリア132とを備えている。画素130のフィルファクタは43.75%である。この画素130が配列された画像検出器3を使用してDEMOT法による画像処理を行った場合、理論的には解像力はナイキスト周波数の8倍で表される。これによれば、図26(a)に示す画素100を用いた場合に比べてはるかに高い解像力が得られる。よって、超高解像の画像を得ようとする場合(超高解像型の場合)、上記フィルファクタの値とすることが好ましい。   A pixel 130 illustrated in FIG. 26D is an L-type pixel, and includes a light receiving area 131 and a dead area 132. The fill factor of the pixel 130 is 43.75%. When image processing by the DEMOT method is performed using the image detector 3 in which the pixels 130 are arranged, the resolving power is theoretically expressed by 8 times the Nyquist frequency. According to this, a much higher resolving power can be obtained as compared with the case where the pixel 100 shown in FIG. Therefore, when it is desired to obtain an ultra-high resolution image (in the case of an ultra-high resolution type), the value of the fill factor is preferable.

次に、画素の形状の変形例について図26(e)〜図26(g)を参照して説明する。ここでは、画像検出器3の受光面の1つの画素に注目し、その画素の形状が一例として円形であり、円の半径をrとし、図26(e)〜図26(g)において左方向に画像検出器を移動させるものとしていくつかの具体例について説明する。   Next, modification examples of the shape of the pixel will be described with reference to FIGS. 26 (e) to 26 (g). Here, paying attention to one pixel on the light receiving surface of the image detector 3, the shape of the pixel is a circle as an example, the radius of the circle is r, and the left direction in FIGS. 26 (e) to 26 (g) Several specific examples will be described as moving the image detector.

図26(e)に示す画素140は、受光部エリア141と、不感部エリア142とを備えている。不感部エリア142の受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ2つの円をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。2つの円の重なり部分の最大幅は3r/2である。画素140のフィルファクタは31.5%である。受光部エリア141の形状は三日月状であるので、画素140のことを、三日月形態画素ともいう。   A pixel 140 shown in FIG. 26E includes a light receiving area 141 and a dead area 142. The shape of the light-sensitive surface of the insensitive area 142 is the same as the shape of the overlapping portion formed when the same two circles as the shape of the light-receiving surface of the pixels are shifted and overlapped. The maximum width of the overlapping portion of the two circles is 3r / 2. The fill factor of the pixel 140 is 31.5%. Since the shape of the light-receiving portion area 141 is a crescent moon, the pixel 140 is also referred to as a crescent moon-shaped pixel.

図26(f)に示す画素150は、三日月形態画素であって、受光部エリア151と、不感部エリア152とを備えている。不感部エリア152の受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ2つの円をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。2つの円の重なり部分の最大幅はrである。画素150のフィルファクタは60.9%である。   A pixel 150 illustrated in FIG. 26F is a crescent moon-shaped pixel, and includes a light receiving area 151 and a dead area 152. The shape on the light receiving surface of the insensitive part area 152 is the same as the shape of the overlapping portion that is formed when the same two circles as the shape on the light receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. The maximum width of the overlapping part of the two circles is r. The fill factor of the pixel 150 is 60.9%.

図26(g)に示す画素160は、三日月形態画素であって、受光部エリア161と、不感部エリア162とを備えている。不感部エリア162の受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ2つの円をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。2つの円の重なり部分の最大幅はr/2である。画素160のフィルファクタは85.6%である。
これら図26(e)〜図26(g)に示す各画素において、不感部エリアの受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ円を移動方向に平行に二等分する中心線に対して対称な形状を含んでいる。
A pixel 160 illustrated in FIG. 26G is a crescent moon-shaped pixel, and includes a light receiving area 161 and a dead area 162. The shape of the light-sensitive surface of the insensitive part area 162 is the same as the shape of the overlapping portion formed when the same two circles as the shape of the light-receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. The maximum width of the overlapping portion of the two circles is r / 2. The fill factor of the pixel 160 is 85.6%.
In each pixel shown in FIGS. 26 (e) to 26 (g), the shape of the light-receiving surface of the insensitive area is a center line that bisects the same circle as the shape of the light-receiving surface of the pixel in parallel with the moving direction. It contains a symmetrical shape.

図26(b)〜図26(d)には、矩形形状画素の受光面に不感部エリアを設けたL型形態画素を示し、図26(e)〜図26(g)には、円形形状画素の受光面に不感部エリアを設けた三日月形態画素を示したが、画素の形状は矩形や円形に限定されるものではなく、例えば六角形等であってもよい。画素の形状が正六角形の場合、各画素を隙間なく並べて、所謂、ハニカム構造とすることができる。   26 (b) to 26 (d) show an L-shaped pixel in which a light-sensitive surface area of a rectangular pixel is provided, and FIGS. 26 (e) to 26 (g) show a circular shape. Although the crescent-shaped pixel in which the insensitive part area is provided on the light receiving surface of the pixel is shown, the shape of the pixel is not limited to a rectangle or a circle, and may be, for example, a hexagon. When the shape of the pixel is a regular hexagon, the pixels can be arranged without gaps to form a so-called honeycomb structure.

本発明は、受光部エリアと不感部エリアとを備える画素が、以下の(1)、(2)のいずれかの条件を満たせば、あらゆる形状の画素に適用可能である。
(1)不感部エリアの受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。なお、この場合、不感部エリアが受光部エリアに囲まれている形態でもよい。
(2)受光部エリアの受光面における形状は、画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じである。なお、この場合、受光部エリアが不感部エリアに囲まれている形態は感度が悪いので好ましくない。
The present invention can be applied to pixels having any shape as long as a pixel including a light receiving area and a dead area satisfies the following conditions (1) and (2).
(1) The shape of the light-receiving surface in the insensitive area is the same as the shape of the overlapping portion formed when two figures having the same shape as the shape of the light-receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. In this case, the insensitive part area may be surrounded by the light receiving part area.
(2) The shape of the light-receiving surface of the light-receiving portion area is the same as the shape of the overlapping portion formed when two figures having the same shape as the shape of the light-receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. In this case, it is not preferable that the light receiving area is surrounded by the insensitive area because the sensitivity is poor.

本発明は、大容量処理画像記憶手段8において、1画素に対してそのM×M倍の画素数に拡大したメモリに、画素の受光面形状を信号分布として記録し、DEMOT法に基づいて画像合成することで、得られる画像においてMTFのカットオフ周波数をナイキスト周波数の2倍より大きくすることができる。   According to the present invention, in the large-capacity processed image storage means 8, the shape of the light-receiving surface of a pixel is recorded as a signal distribution in a memory expanded to the number of pixels M × M times that of one pixel, and an image is obtained based on the DEMOT method. By synthesizing, the cut-off frequency of MTF can be made larger than twice the Nyquist frequency in the obtained image.

(第5実施形態)
第5実施形態に係るX線撮影装置1は、画像検出器3がビニングを行うことで各画素20に不感部エリア22と受光部エリア21とを形成する以外は、第1実施形態に係るX線撮影装置1と同様なものである。以下、X線撮影装置1の画像検出器3の一例として、図27(a)に示すFPD13を用いる場合のビニングについて説明する。
(Fifth embodiment)
The X-ray imaging apparatus 1 according to the fifth embodiment is similar to the X-ray imaging apparatus 1 except that the insensitive part area 22 and the light receiving part area 21 are formed in each pixel 20 by the image detector 3 performing binning. This is the same as the line imaging apparatus 1. Hereinafter, binning when the FPD 13 shown in FIG. 27A is used as an example of the image detector 3 of the X-ray imaging apparatus 1 will be described.

例えば一般的なFPDの場合、電荷を蓄積する画素アレイのほか、行走査用垂直シフトレジスタと、複数のチャージアンプアレイとを備え、このうちチャージアンプアレイは、数十チャネルのCDS回路内蔵チャージアンプと、水平シフトレジスタで構成されている。本実施形態では、例えば画像処理手段10がFPD13に制御指令を出力し、画素アレイにおいて不感部エリアにしようとする画素Pに対応するチャージアンプアレイを電気的にオフにする。これにより、該当する画素の出力信号を読み取らずに、残りの他の画素の出力信号を読み取ることができる。このようにビニングを行うことで、単位画素毎に不感部エリアと受光部エリアとを形成することができる。なお、FPDの受光面の局所的なエリアの位置やサイズを自由に設定制御する方法については、例えば特開2010−42121号公報に記載された方法と同様の方法を用いることができる。   For example, in the case of a general FPD, in addition to a pixel array for accumulating charges, a vertical scanning register for row scanning and a plurality of charge amplifier arrays are included, and the charge amplifier array is a charge amplifier with a built-in CDS circuit of several tens of channels. And a horizontal shift register. In the present embodiment, for example, the image processing means 10 outputs a control command to the FPD 13 to electrically turn off the charge amplifier array corresponding to the pixel P to be made into the dead area in the pixel array. As a result, the output signals of the remaining pixels can be read without reading the output signals of the corresponding pixels. By performing binning in this way, a dead area and a light receiving area can be formed for each unit pixel. As a method for freely setting and controlling the position and size of a local area on the light receiving surface of the FPD, for example, a method similar to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-42121 can be used.

図27(a)に示すFPD13には、通常の矩形形状画素Pが正方配列されている。FPD13の例えば画素P11,P12,P21,P22からなる2×2の画素をまとめて単位画素210として扱う場合、例えば画素P21の出力信号を読み取らずに、残りの画素P11,P12,P22の出力信号を読み取る。画素P11,P12,P22の出力信号を読み取ることで受光部エリア211を形成し、画素P21の出力信号を読み取らないことで不感部エリア212を形成することができる。In the FPD 13 shown in FIG. 27A, normal rectangular pixels P are squarely arranged. When 2 × 2 pixels including, for example, the pixels P 11 , P 12 , P 21 , and P 22 of the FPD 13 are collectively handled as the unit pixel 210, for example, without reading the output signal of the pixel P 21 , the remaining pixels P 11 , Read the output signals of P 12 and P 22 . The light receiving area 211 can be formed by reading the output signals from the pixels P 11 , P 12 , and P 22 , and the dead area 212 can be formed by not reading the output signal from the pixel P 21 .

画素P11,P12,P21,P22からなる2×2の画素をまとめて単位画素として扱う場合、どの画素を不感部エリアに対応させてもよい。例えば、図27(b)に示す単位画素220は、画素P11,P12の出力信号を読み取ることで受光部エリア221を形成し、画素P21,P22の出力信号を読み取らないことで不感部エリア222を形成したものである。図27(c)に示す単位画素230は、画素P11,P21,P22の出力信号を読み取ることで受光部エリア231を形成し、画素P12の出力信号を読み取らないことで不感部エリア232を形成したものである。When 2 × 2 pixels composed of the pixels P 11 , P 12 , P 21 , and P 22 are collectively handled as a unit pixel, any pixel may correspond to the insensitive area. For example, the unit pixel 220 shown in FIG. 27B forms the light receiving area 221 by reading the output signals of the pixels P 11 and P 12 and is insensitive by not reading the output signals of the pixels P 21 and P 22. A partial area 222 is formed. The unit pixel 230 shown in FIG. 27C forms a light receiving area 231 by reading output signals from the pixels P 11 , P 21 , and P 22 , and insensitive area by not reading the output signal from the pixel P 12. 232 is formed.

ビニングすると画素数が少なくなるため、空間分解能は低下する。しかしながら、ビニングすると、読み出す画素数が少なくなるため、フレームレート(frame/second)が高くなる。例えば、FPD13の画素サイズが100[μm]×100[μm]、水平方向1024画素×垂直方向1024画素で配列されている場合、2×2の画素をまとめた単位画素のサイズは200[μm]×200[μm]となる。この単位画素の場合、他の条件が同じならば、通常画素と比べてフレームレートが2倍となる。DEMOT法による画像処理は、フレームレートが高いほど有利になる。また、被写体が歯列である場合、実用的には画素アレイの垂直方向には例えば60〜80画素ほどあればよく、このように一部の画素アレイだけを有効とするモードを利用した場合、フレームレートをさらに十数倍高くすることが可能である。   Since the number of pixels decreases when binning, the spatial resolution is lowered. However, the binning increases the frame rate (frame / second) because the number of pixels to be read decreases. For example, when the pixel size of the FPD 13 is 100 [μm] × 100 [μm] and arranged in a horizontal direction of 1024 pixels × vertical direction of 1024 pixels, the unit pixel size of 2 × 2 pixels is 200 [μm]. × 200 [μm]. In the case of this unit pixel, if the other conditions are the same, the frame rate is doubled compared to the normal pixel. Image processing by the DEMOT method is more advantageous as the frame rate is higher. Further, when the subject is a dentition, practically, for example, about 60 to 80 pixels are sufficient in the vertical direction of the pixel array, and when using a mode in which only a part of the pixel array is used as described above, It is possible to further increase the frame rate by a dozen times.

ビニング処理において、まとめて扱う画素の個数は4画素に限定されるものではない。例えば3×3の画素をまとめて単位画素として扱ってもよい。図27(d)に示す単位画素240は、中央の1画素の出力信号を読み取らないことで不感部エリア242を形成し、周辺の8画素の出力信号を読み取ることで受光部エリア241を形成したものである。図27(e)に示す単位画素250は、角部の4画素の出力信号を読み取らないことで不感部エリア252を形成し、周辺の5画素の出力信号を読み取ることで受光部エリア251を形成したものである。   In the binning process, the number of pixels handled together is not limited to four pixels. For example, 3 × 3 pixels may be collectively handled as a unit pixel. In the unit pixel 240 shown in FIG. 27D, the insensitive part area 242 is formed by not reading the output signal of the central one pixel, and the light receiving part area 241 is formed by reading the output signal of the peripheral eight pixels. Is. The unit pixel 250 shown in FIG. 27E forms the insensitive part area 252 by not reading the output signals of the four corner pixels, and forms the light receiving part area 251 by reading the output signals of the five neighboring pixels. It is a thing.

本実施形態において、単位画素のフィルファクタは図示したものに限らず、適宜変更可能である。また、画像処理手段10とは別の不図示のコントローラからFPD13に制御指令を出力するようにしてもよい。   In the present embodiment, the fill factor of the unit pixel is not limited to that illustrated, and can be changed as appropriate. Further, a control command may be output to the FPD 13 from a controller (not shown) different from the image processing means 10.

[変形例]
本発明は、前記した各実施形態に限定されるものではない。例えば、大容量処理画像記憶手段8に設定されたピクセル毎の記録領域の横の分割数Mと縦の分割数Nとを等しいものとして説明したが、MとNの値が異なっていてもよい。例えば分割数Mは10に限定されず、任意である。
DEMOT法を用いる場合、画像検出器3の1つの画素の横の分割数と縦の分割数とは異なっていてもよいが、等しくすると、得られる画像において縦の解像力と横の解像力とが同様に向上するので好ましい。また、画素の分割数は10に限定されず、任意である。装置の処理負荷や処理時間等を考慮すると、例えば、3〜20であることが好ましく、特に5〜10であることがさらに好ましい。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the horizontal division number M and the vertical division number N of the recording area for each pixel set in the large-capacity processed image storage unit 8 have been described as being equal, but the values of M and N may be different. . For example, the division number M is not limited to 10 and is arbitrary.
When the DEMOT method is used, the number of horizontal divisions and the number of vertical divisions of one pixel of the image detector 3 may be different, but if they are equal, the vertical resolution and the horizontal resolution are the same in the obtained image. Therefore, it is preferable. Further, the number of pixel divisions is not limited to 10 and is arbitrary. Considering the processing load and processing time of the apparatus, for example, it is preferably 3-20, and more preferably 5-10.

また、各実施形態では、歯科用のX線撮影装置1で説明したが、本発明は、歯科用のX線撮影に限定されるものではなく、一般的な医療用画像に用いることができる。例えば、内科用として、胸部X線撮影装置に適用してもよい。また、本発明において、被写体は人体に限定されるものではなく、例えば、鉱物等の自然に存在するものや各種産業の製品でもよい。この場合には、各種分析や被破壊検査等を行うことができる。   In each embodiment, the dental X-ray imaging apparatus 1 has been described. However, the present invention is not limited to dental X-ray imaging and can be used for general medical images. For example, it may be applied to a chest X-ray imaging apparatus for internal medicine. In the present invention, the subject is not limited to the human body, and may be, for example, a naturally occurring object such as a mineral or a product of various industries. In this case, various types of analysis and inspection for damage can be performed.

1 X線撮影装置
2 X線源
3,3a,3b,3c,3d,30 画像検出器
4 アーム
5 旋回駆動手段
7 大容量フレーム画像記憶手段
8 大容量処理画像記憶手段
9 全画像表示記憶手段
10 画像処理手段
11 出力手段
12 被写体
13 FPD
14 鉛エッジ
15 移動方向
16 X線
20,20a,20b,20c,20d 画素
21,31,41,51,61,71,81 受光部エリア
22,32,42,52,62,72,82 不感部エリア
40,50,60,70,80 画素
100,110,120,130,140,150,160 画素
111,121,131,141,151,161 受光部エリア
112,122,132,142,152,162 不感部エリア
210,220,230,240,250 単位画素
211,221,231,241,251 受光部エリア
212,222,232,242,252 不感部エリア
d 画素幅
w 不感部の幅
L 受光部の幅
O 回転中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray imaging apparatus 2 X-ray source 3,3a, 3b, 3c, 3d, 30 Image detector 4 Arm 5 Turning drive means 7 Large capacity frame image memory | storage means 8 Large capacity processed image memory means 9 All image display memory means 10 Image processing means 11 Output means 12 Subject 13 FPD
14 Lead edge 15 Movement direction 16 X-ray 20, 20a, 20b, 20c, 20d Pixel 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Light receiving area 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82 Insensitive area Area 40, 50, 60, 70, 80 Pixels 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160 Pixels 111, 121, 131, 141, 151, 161 Light receiving area 112, 122, 132, 142, 152, 162 Insensitive area 210, 220, 230, 240, 250 Unit pixel 211, 221, 231, 241, 251 Light receiving area 212, 222, 232, 242, 252 Insensitive area d Pixel width w Insensitive area L Light receiving area Width O Center of rotation

Claims (8)

X線源と、
被写体の所定点を通過したX線を受光する受光面に画素が2次元配列された画素アレイを有するX線画像検出記録媒体からなる画像検出器と、
前記画像検出器をX線入射方向に直交する方向に移動させる駆動手段と、
前記画像検出器から所定のフレームレートで送られてくるフレーム画像を記憶するフレーム画像記憶手段と、
前記画像検出器の画素アレイにおける各画素と位置を合わせた画素毎の記録領域を有して前記画素毎の記録領域を横にM行(Mは2以上の整数)に分割し縦にN列(Nは2以上の整数)に分割することで前記フレーム画像をM×N倍に拡大した座標空間に対応する拡張されたメモリ空間が設定された大容量処理画像記憶手段と、を備えたX線撮影装置であって、
前記駆動手段で前記画像検出器を移動させる方向に対して、前記画像検出器の画素アレイにおける画素の配列方向が傾斜するように配設され、
前記画像検出器の受光面において、受光部エリアと不感部エリアとを画素毎に設け、
前記フレーム画像を前記大容量処理画像記憶手段に転送し、前記フレーム画像の1画素に対してそのM×N倍に拡大した画素数に対応した複数のメモリに前記画素の受光面の形状を信号分布として記録し、前記画像検出器を、前記画素アレイにおける縦または横の一列の画素群が傾斜した方向に対して画素幅よりも小さな距離ずつ微小移動させたときの前記画像検出器の画素の出力信号を前記画像検出器の移動中の位置に応じて前記拡張したメモリ空間において当該画素の位置に相当するM×N個のメモリに案分して順次書き込み、前記画素毎のM×N個のメモリに書き込まれる信号を各メモリ上で加算することで処理画像を生成する画像処理手段を備えることを特徴とするX線撮影装置。
An X-ray source;
An image detector comprising an X-ray image detection recording medium having a pixel array in which pixels are two-dimensionally arranged on a light-receiving surface that receives X-rays passing through a predetermined point of a subject;
Driving means for moving the image detector in a direction orthogonal to the X-ray incident direction;
Frame image storage means for storing a frame image sent at a predetermined frame rate from the image detector;
It has a recording area for each pixel whose position is aligned with each pixel in the pixel array of the image detector, and the recording area for each pixel is divided into M rows (M is an integer of 2 or more) and N columns vertically. A large-capacity processing image storage means in which an expanded memory space corresponding to a coordinate space obtained by dividing the frame image by M × N times by dividing into N (N is an integer of 2 or more) is set. A radiography apparatus,
With respect to the direction in which the image detector is moved by the driving means, the arrangement direction of the pixels in the pixel array of the image detector is arranged to be inclined,
In the light receiving surface of the image detector, a light receiving area and a dead area are provided for each pixel,
The frame image is transferred to the large-capacity processed image storage means, and the shape of the light receiving surface of the pixel is signaled to a plurality of memories corresponding to the number of pixels expanded by M × N times for one pixel of the frame image. Recorded as a distribution, the pixel of the image detector when the image detector is moved minutely by a distance smaller than the pixel width with respect to the direction in which the vertical or horizontal pixel group in the pixel array is inclined. Output signals are proportionally written in M × N memories corresponding to the position of the pixel in the expanded memory space according to the moving position of the image detector and sequentially written, and M × N pieces for each pixel. An X-ray imaging apparatus comprising image processing means for generating a processed image by adding signals to be written in each memory on each memory.
前記画像検出器に配列された画素において、前記不感部エリアもしくは前記受光部エリアの受光面における形状は、前記画素の受光面における形状と同じ形状の2つの図形をずらして重ねたときにできる重なり部分の形状と同じであることを特徴とする請求項1に記載のX線撮影装置。   In the pixels arranged in the image detector, the shape of the light-receiving surface of the insensitive area or the light-receiving area is an overlap that is formed when two shapes having the same shape as the shape of the light-receiving surface of the pixel are shifted and overlapped. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray imaging apparatus has the same shape as the portion. 前記画像検出器に配列された各画素において、前記不感部エリアの受光面における形状は、前記画素の受光面における形状を前記画像検出器を移動させる方向に二等分する中心線に対して対称な形状を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のX線撮影装置。   In each pixel arranged in the image detector, the shape of the light-receiving surface of the dead area is symmetric with respect to a center line that bisects the shape of the light-receiving surface of the pixel in the direction in which the image detector is moved. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray imaging apparatus includes an arbitrary shape. 前記不感部エリアまたは前記受光部エリアの形状は、前記画素の形状と相似形であることを特徴とする請求項3に記載のX線撮影装置。   The X-ray imaging apparatus according to claim 3, wherein a shape of the insensitive area or the light receiving area is similar to the shape of the pixel. 前記画素及び前記不感部エリアの形状は正方形であり、前記不感部エリアは前記画素の角部に配設されていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のX線撮影装置。   The X-ray imaging apparatus according to claim 3 or 4, wherein the shape of the pixel and the insensitive part area is a square, and the insensitive part area is disposed at a corner of the pixel. 前記画像処理手段は、前記画像検出器を移動させる方向に対する画素の配列方向の角度と、前記各画素の配置と、前記不感部エリアと前記受光部エリアとの面積比と、前記画素における前記不感部エリアの位置についての各情報の入力を受け付け、前記大容量処理画像記憶手段に設定されたメモリ空間でM×N倍に拡大されたフレーム画像において前記画像検出器を移動させる方向の信号強度を加算することで、前記移動させる方向に直交する方向における感度特性曲線を求め、前記生成した処理画像の信号値を、前記感度特性曲線により補正することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線撮影装置。   The image processing means includes an angle of a pixel arrangement direction with respect to a direction in which the image detector is moved, an arrangement of the pixels, an area ratio between the insensitive area and the light receiving area, and the insensitivity in the pixel. The signal intensity in the direction in which the image detector is moved in the frame image enlarged by M × N in the memory space set in the large-capacity processed image storage means is received. 6. The sensitivity characteristic curve in a direction orthogonal to the moving direction is obtained by adding, and the signal value of the generated processed image is corrected by the sensitivity characteristic curve. The X-ray imaging apparatus as described in any one of Claims. 前記画像検出器の画素アレイは、一列おきに画素の位置をずらして並べた交互配列であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線撮影装置。   The X-ray imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the pixel array of the image detector is an alternating array in which the positions of the pixels are shifted every other column. 前記画像検出器は、隣接した複数の画素をまとめて仮想的な単位画素として扱う処理であるビニングを行い、前記単位画素毎に、所定の一部の画素の出力信号を読み取らずに残りの画素の出力信号を読み取ることで前記単位画素毎に前記不感部エリアと前記受光部エリアとを形成することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のX線撮影装置。   The image detector performs binning, which is a process of handling a plurality of adjacent pixels as a virtual unit pixel, and for each unit pixel, the remaining pixels without reading an output signal of a predetermined part of the pixels The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the insensitive part area and the light-receiving part area are formed for each unit pixel by reading the output signal.
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