JP2000330228A - 放射線画像情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線画像情報読取装置において、高い集光
効率と空間分解能で輝尽発光光の強度と位置とを検出
し、この検出により得られた情報に基づいて画像を形成
することにより、鮮鋭度の高い画像を得るようにする。 【解決手段】 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性
蛍光体シート50の一部に励起光Ｌを線状に照射するライ
ン光源11と、前記シート50の線状に照射された部分から
発光された輝尽発光光Ｍを受光して光電変換を行う、多
数の光電変換素子が線状の長さ方向に配列されたライン
センサ20とを備えた放射線画像情報読取装置において、
ラインセンサ20と蓄積性蛍光体シート50との間に、輝尽
発光光を集光する多数の屈折率分布型レンズが線状の長
さ方向に配列された屈折率分布型レンズアレイ15,16を
備えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線画像情報読取
装置に関し、詳細には蓄積性蛍光体シートから発光する
輝尽発光光をラインセンサにより読み取る放射線画像情
報読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放射線を照射するとこの放射線エネルギ
ーの一部が蓄積され、その後、可視光やレーザ光等の励
起光を照射すると蓄積された放射線エネルギーに応じて
輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用し
て、支持体上に蓄積性蛍光体を積層してなるシート状の
蓄積性蛍光体シートに人体等の被写体の放射線画像情報
を一旦蓄積記録したものに、レーザ光等の励起光を画素
ごとに偏向走査して各画素から順次輝尽発光光を生じせ
しめ、得られた輝尽発光光を光電読取手段により光電的
に順次読み取って画像信号を得、一方この画像信号読取
り後の蓄積性蛍光体シートに消去光を照射して、この蓄
積性蛍光体シートに残留する放射線エネルギーを放出せ
しめる放射線画像記録再生システムが広く実用に供され
ている。

【０００３】このシステムにより得られた画像信号には
観察読影に適した階調処理や周波数処理等の画像処理が
施され、これらの処理が施された後の画像信号は診断用
可視像としてフイルムに記録され、または高精細のＣＲ
Ｔに表示されて医師等による診断等に供される。一方、
上記消去光が照射された残留放射線エネルギーが放出さ
れた蓄積性蛍光体シートは再度放射線画像情報の蓄積記
録が可能となり、繰り返し使用可能とされる。

【０００４】ここで、上述した放射線画像記録再生シス
テムに用いられる放射線画像情報読取装置においては、
輝尽発光光の読取り時間の短縮化、装置のコンパクト化
およびコスト低減の観点から、励起光源として、蓄積性
蛍光体シートに対して線状に励起光を照射する、蛍光
灯、冷陰極蛍光灯またはＬＥＤアレイ等のライン光源を
使用し、光電読取手段として、ライン光源により励起光
が照射された蓄積性蛍光体シートの線状の部分の長さ方
向に沿って多数の光電変換素子が配列されたラインセン
サを使用するとともに、上記ライン光源およびラインセ
ンサを蓄積性蛍光体シートに対して相対的に、上記線状
の部分の長さ方向に略直交する方向に移動する走査手段
を備えた構成が提案されている（特開昭60−111568号、
同60−236354号等）。

【０００５】また、前記蓄積性蛍光体シートから発生す
る輝尽発光光をラインセンサを用いて読み取る方式に関
しては、輝尽発光光をシリンドリカルレンズまたは光フ
ァイバによってラインセンサに導いたり、ラインセンサ
を蓄積性蛍光体シートに接近させ光学系を介さずに直接
輝尽発光光を受光する方式等が考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ライン光源を用いてラインセンサで読み取る場合には、
輝尽発光光の発光領域が点ではなく線状に発光するの
で、輝尽発光光の発光光量のみならず発光位置の情報も
正確に検出しないと形成される画像の鮮鋭度が劣化す
る。

【０００７】すなわち、発光光が広がってラインセンサ
に入射すると一点から発せられた発光光がラインセンサ
上の複数のセンサに亘って入射するので、前記輝尽発光
の発光点の位置と強度とを正確に検知することができな
い。例えば、ラインセンサの線状の長さの方向に延びる
シリンドリカルレンズを介して輝尽発光光を受光する場
合は、ラインセンサの線状の長さ方向に垂直な方向（曲
率がある方向）には光を集光するが、線状の長さ方向
（曲率がない方向）には光を発散してしまい十分な集光
効率が得られず、正確な輝尽発光光の発生位置も検出す
ることが難しい。

【０００８】また、光ファイバを介してラインセンサで
受光する方式および光学系を介さずラインセンサで直接
受光する方式は、蓄積性蛍光体シートに光ファイバの端
面またはラインセンサを接近させる必要があるが、蓄積
性蛍光体シートとラインセンサとは読取りを行うときに
相対的に移動するので、両者の間には空間が必要とな
り、その間隔はラインセンサの個々のセンサ間の間隔、
例えば約０．１ｍｍに比べかなり広くなるため、前記と
同様に十分な集光効率が得られず正確な輝尽発光光の発
生位置も検出することが難しい。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あって、高い集光効率と空間分解能で輝尽発光光の強度
と位置とを検出し、この検出により得られた情報に基づ
いて画像を形成することにより、鮮鋭度の高い画像を得
ることができる放射線画像情報読取装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の放射線画像情報
読取装置は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍
光体シートの一部に励起光を線状に照射するライン光源
と、蓄積性蛍光体シートの線状に照射された部分または
この照射された部分に対応する蓄積性蛍光体シートの裏
面側の部分から発光された輝尽発光光を受光して光電変
換を行う、多数の光電変換素子を線状の長さ方向に配列
してなるラインセンサと、ライン光源およびラインセン
サを前記蓄積性蛍光体シートに対して相対的に、前記線
状の長さ方向とは異なる方向に移動させる走査手段とを
備えた放射線画像情報読取装置において、ラインセンサ
と前記蓄積性蛍光体シートとの間に、発光された輝尽発
光光を集光する多数の屈折率分布型レンズを線状の長さ
方向に配列してなる屈折率分布型レンズアレイが設けら
れていることを特徴とするものである。

【００１１】また、ラインセンサは、光電変換素子を前
記線状の長さ方向とは異なる方向にも複数配列してなる
ものとすることが好ましい。

【００１２】また、前記屈折率分布型レンズアレイは、
下式を満足するものであることが好ましい。

【００１３】Ｎ×｛１−ｃｏｓ³（ｔａｎ^-1（Ｄ／２Ｌ
ｏ））｝≧０．１ Ｄ：前記屈折率分布型レンズの直径 Ｌｏ：前記屈折率分布型レンズの作動距離 Ｎ：前記屈折率分布型レンズの視野半径内に納まる前記
屈折率分布型レンズの数 また、前記屈折率分布型レンズアレイの作動距離は、１
ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

【００１４】また、前記屈折率分布型レンズアレイは、
前記輝尽発光光の最大強度の波長に対して８０％以上の
透過率であることが好ましい。

【００１５】なお、前記走査手段による、ライン光源お
よびラインセンサを蓄積性蛍光体シートに対して相対的
に移動させる方向（これらの長さ方向とは異なる方向）
とは、これらの長さ方向（長軸方向）に略直交する方
向、すなわち短軸方向であることが望ましいが、この方
向に限るものではなく、例えば上述したように、ライン
光源やラインセンサを蓄積性蛍光体シートの一辺よりも
長いものとした構成においては、蓄積性蛍光体シートの
略全面に亘って均一に励起光を照射することができる範
囲内で、ライン光源およびラインセンサの長さ方向に略
直交する方向から外れた斜め方向に移動させるものであ
ってもよいし、例えばジグザグ状に移動方向を変化させ
て移動させるものであってもよい。

【００１６】また、ラインセンサは、その長さ方向（長
軸方向）にのみ多数の光電変換素子が配列されたもので
あってもよいし、これに直交する短軸方向についても複
数の光電変換素子が配設されたものであってもよく、こ
の場合、複数の光電変換素子は、長軸方向および短軸方
向のいずれの方向についても１直線状に並ぶマトリック
ス状の配列であるものに限らず、長軸方向には１直線状
に並ぶが短軸方向はジグザグ状に並ぶ配列や、短軸方向
には１直線状に並ぶが長軸方向はジグザグ状に並ぶ配
列、両軸方向ともにジグザグ状に並ぶ配列により配設さ
れたものであってもよい。

【００１７】また、ラインセンサの長さは、その受光面
において、蓄積性蛍光体シートの一辺よりも長いもの又
は同等のものであることが望ましく、長いものとしたと
きは、ラインセンサを蓄積性蛍光体シートの辺に対して
傾斜させて光電検出するようにしてもよい。

【００１８】また、ライン光源とラインセンサとは、蓄
積性蛍光体シートの同一面側に配置される構成であって
もよいし、互いに反対の面側に別個に配置される構成で
あってもよいし、ラインセンサが蓄積性蛍光体シートの
両方の面側にあってもよい。ただし、ライン光源とライ
ンセンサとが反対の面側に配置される構成を採用する場
合は、蓄積性蛍光体シートの、励起光が入射した面とは
反対の面側に輝尽発光光が透過するように、蓄積性蛍光
体シートの支持体等を、輝尽発光光透過性のものとする
ことが必要である。

【００１９】

【発明の効果】本発明の放射線画像情報読取装置によれ
ば、蓄積性蛍光体シートに励起光を線状に照射するライ
ン光源と、励起光の照射により蓄積性蛍光体シートから
発光された輝尽発光光を受光して光電変換を行うライン
センサとの間に、輝尽発光光の発光面を物点としライン
センサの受光面を像点とする結像光学系（屈折率分布型
レンズアレイ）を備えたことにより、発光面における輝
尽発光光の強度分布の情報をそのままラインセンサの受
光面に結像する（輝尽発光光の強度分布の像を形成す
る）ことができるので、蓄積性蛍光体シートと輝尽発光
光を集光するための光学系との距離が離れていても高い
集光効率と高い空間分解能で輝尽発光の強度と位置とを
検出することができ、この検出により得られた画像信号
の情報に基づいて画像を形成することにより鮮鋭度の高
い画質の画像を得ることができる。

【００２０】なお、前記多数の光電変換素子からなるラ
インセンサが、蓄積性蛍光体シートから発光する線状の
輝尽発光光の長さ方向およびこれに直交する方向にそれ
ぞれ複数の光電変換素子を配設して構成された放射線画
像情報読取装置によれば、輝尽発光光の線幅をラインセ
ンサの受光面に結像した線幅が個々の光電変換素子の受
光幅がより長くとも、ラインセンサ全体としては、前記
受光面に結像した輝尽発光光のより広い線幅の領域に亘
って受光することができるため、さらに集光効率を高め
ることができる。

【００２１】また、前記屈折率分布型レンズアレイが、
下式を満足するものであれば、屈折率分布型レンズの集
光効率を１０％以上とすることができる。

【００２２】Ｎ×｛１−ｃｏｓ³（ｔａｎ^-1（Ｄ／２Ｌ
ｏ））｝≧０．１ Ｄ：前記屈折率分布型レンズの直径 Ｌｏ：前記屈折率分布型レンズの作動距離 Ｎ：前記屈折率分布型レンズの視野半径内に納まる前記
屈折率分布型レンズの数 また、前記屈折率分布型レンズアレイの作動距離が、１
ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすれば、ライン光源およびライ
ンセンサと蓄積性蛍光体シートとの相対的運動を妨げず
に、かつ集光効率の低下を防ぐことができ鮮鋭度の高い
画質を維持することができる。

【００２３】また、前記屈折率分布型レンズアレイが、
前記輝尽発光光の最大強度の波長に対して８０％以上の
透過率であれば、望ましい集光効率を保つことができ鮮
鋭度の高い画質を維持することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の放射線画像情報読
取装置の具体的な実施の形態について図面を用いて説明
する。

【００２５】図１（１）は本発明の放射線画像情報読取
装置の第１の実施の形態を示す斜視図、同図（２）は
（１）に示した放射線画像情報読取装置のＩ−Ｉ断面を
示す断面図、図２は図１に示した読取装置のラインセン
サ20の詳細構成を示す図である。

【００２６】図示の放射線画像情報読取装置は、放射線
画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シート（以下、
シートという）50を載置して矢印Ｙ方向に搬送する走査
ベルト40、線幅略 100μｍで発振波長が 600〜700 nmの
線状のレーザ光Ｌをシート50表面に略平行に発するブロ
ードエリア半導体レーザ（以下、ＢＬＤという）11、Ｂ
ＬＤ11から出射された線状のレーザ光Ｌを集光する集光
レンズおよび一方向にのみビームを拡げるトーリックレ
ンズの組合せからなる光学系12、シート50表面に対して
45度傾けて配された、レーザ光Ｌを反射し後述する輝尽
発光光Ｍを透過するように設定されたダイクロイックミ
ラー14、ダイクロイックミラー14により反射された線状
のレーザ光Ｌを、シート50上に矢印Ｘ方向に沿って延び
る線状（線幅略 100μｍ）に集光（結像）するととも
に、レーザ光Ｌが線状に集光(結像）されたシート50か
ら発せられる、蓄積記録された放射線画像情報に応じた
輝尽発光光Ｍをダイクロイックミラー14の近傍に空中像
ＩＭとして結像する屈折率分布形レンズアレイ（多数の
屈折率分布形レンズが配列されてなるレンズ）15、およ
びこの第１の屈折率分布型レンズアレイ15により形成さ
れた空中像ＩＭを、後述するラインセンサ20を構成する
各光電変換素子21の受光面上に結像させる第２の屈折率
分布型レンズアレイ16、第２の屈折率分布型レンズアレ
イ16を透過した輝尽発光光Ｍに僅かに混在する、シート
50表面で反射したレーザ光Ｌをカットし輝尽発光光Ｍを
透過させる励起光カットフィルタ17、励起光カットフィ
ルタ17を透過した輝尽発光光Ｍを受光して光電変換する
多数の光電変換素子21が配列されたラインセンサー20、
およびラインセンサー20を構成する各光電変換素子21か
ら出力された信号を読み取って画像処理装置等に出力す
る画像情報読取手段30を備えた構成である。

【００２７】ここで、シート50上の領域を第１の屈折率
分布型レンズアレイ15で結像した空中像ＩＭを、さらに
第２の屈折率分布型レンズアレイ16により各光電変換素
子21の受光面上に結像する配置とすることにより、シー
ト50上の輝尽発光光Ｍの発光域を１対１の大きさで光電
変換素子21の受光面上に結像する（正立等倍像を形成す
る）結像光学系を構成することができる。

【００２８】また、集光レンズとトーリックレンズから
なる光学系12は、ＢＬＤ11からのレーザ光Ｌをダイクロ
イックミラー14上に集光し所望の照射域まで拡大する
（レーザ光が線状に発光する方向に拡大する）。

【００２９】ラインセンサー20は詳しくは、図２に示す
ように、矢印Ｘ方向に沿って多数（例えば1000個以上）
の光電変換素子21が配列されて構成されている。また、
ラインセンサー20を構成するこれら多数の光電変換素子
21はそれぞれ、縦 100μｍ×横 100μｍ程度の大きさの
受光面を有しており、第１の屈折率分布型レンズアレイ
15および第２の屈折率分布型レンズアレイ16が構成する
結像光学系の倍率が１対１（等倍）なので、個々の光電
変換素子21は、シート50の表面における縦 100μｍ×横
100μｍ程度の大きさの領域から発光する輝尽発光光を
受光することができる。なお、光電変換素子21としては
具体的には、アモルファスシリコンセンサ、ＣＣＤセン
サまたはＭＯＳイメージセンサなどを適用することがで
きる。

【００３０】次に本実施形態の放射線画像情報読取装置
の作用について説明する。

【００３１】まず、走査ベルト40が矢印Ｙ方向に移動す
ることにより、この走査ベルト40上に載置された、放射
線画像情報が蓄積記録されたシート50を矢印Ｙ方向に搬
送する。このときのシート50の搬送速度はベルト40の移
動速度に等しく、ベルト40の移動速度は画像情報読取手
段30に入力される。

【００３２】一方、ＢＬＤ11が、線幅略 100μｍの線状
のレーザ光Ｌを、シート50表面に対して略平行に出射
し、このレーザ光Ｌは、その光路上に設けられた集光レ
ンズおよびトーリックレンズからなる光学系12により集
光および線状に拡大され、ダイクロイックミラー14上に
線状に入射（集光）される。ダイクロイックミラー14上
に線状に入射（集光）されたレーザ光Ｌはダイクロイッ
クミラー14により反射されてシート50表面に向かい、第
１のセルフォックレンズ15により、シート50上に矢印Ｘ
方向に沿って延びる線状（線幅ｄ_L 略 100μｍ）に集光
される。

【００３３】ここで、ダイクロイックミラー14上の線状
の領域（レーザ光Ｌが線状に入射する領域）は、第１の
セルフォックレンズ15によって、シート50上に矢印Ｘ方
向に沿って延びる線状の領域（レーザ光Ｌが線幅ｄ_L 略
100μｍに集光される領域）に結像されるように配置さ
れている。

【００３４】また、シート50に入射した線状のレーザ光
Ｌは、蛍光灯から発せられる蛍光やＬＥＤアレイから出
射される光に比して指向性が高いため集光度が高く、励
起エネルギも大きい。したがって、シート50の集光域
（線幅ｄ_L 略 100μｍ）の蓄積性蛍光体を充分に励起す
ることができ、この結果、集光域の蓄積性蛍光体から
は、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた発光強
度の強い輝尽発光光Ｍが発光される。

【００３５】シート50から発光した輝尽発光光Ｍは、第
１の屈折率分布型レンズアレイ15と第２の屈折率分布型
レンズアレイ16とで構成される結像光学系により、ライ
ンセンサ20を構成する各光電変換素子21の受光面上に結
像される。この際、第２の屈折率分布型レンズアレイ16
を透過した輝尽発光光Ｍに僅かに混在する、シート50表
面で反射したレーザ光Ｌが、励起光カットフィルタ17に
よりカットされる。励起光カットフィルタ（シャープカ
ットフィルタ、バンドパスフィルタ）は輝尽発光光を透
過させるが励起光を透過させないので、ラインセンサへ
の励起光の入射を防止することができる。

【００３６】そしてフィルタ17を通過した輝尽発光光Ｍ
は、ラインセンサ20を構成する多数の各光電変換素子21
により受光され、光電変換されて各画像信号Ｓに変換さ
れる。光電変換によって得られたこれらの画像信号Ｓは
画像情報読取手段30に入力され、走査ベルト40の変位量
に対応するシート50の位置と対応付けられて、画像処理
装置等に出力される。

【００３７】このように、本発明の第１の実施の形態に
よれば、蓄積性蛍光体シートに励起光を線状に照射する
ライン光源と、励起光の照射により蓄積性蛍光体シート
から発光された輝尽発光光を受光して光電変換を行うラ
インセンサとの間に、２つの屈折率分布型レンズアレイ
からなる結像光学系を備えたことにより、蓄積性蛍光体
シートの発光面における輝尽発光光の線状の像をライン
センサの受光面上に形成することができるので、輝尽発
光光を発光する蓄積性蛍光体シートと輝尽発光光を集光
（結像）する前記結像光学系との距離が離れていても高
い集光効率と高い空間分解能で輝尽発光の強度と位置と
を検出することができ、この検出により得られた画像信
号の情報に基づいて画像を形成することにより鮮鋭度の
高い画質の画像を得ることができる。

【００３８】なお、ＢＬＤ11から出射されたレーザ光Ｌ
の光量をモニタするモニタ手段60（図１参照）と、モニ
タ手段60による監視結果に基づいて、ＢＬＤ11のパワー
が一定になるようにＢＬＤ11を変調するＢＬＤ変調手段
70とをさらに設け、モニタ手段60により、ＢＬＤ11から
の出射レーザ光Ｌの光量変動が検出されたときは、ＢＬ
Ｄ変調手段70により、レーザ光Ｌの光量が一定になるよ
うにＢＬＤ11を変調するようにしてもよい。

【００３９】図３は本発明の放射線画像情報読取装置の
第２の実施の形態を示す図、図４は図３に示した読取装
置のラインセンサ20の詳細構成を示す図である。

【００４０】図示の放射線画像情報読取装置は、シート
50を載置して矢印Ｙ方向に搬送する走査ベルト40、線幅
略 100μｍの線状のレーザ光Ｌをシート50表面に略平行
に発するＢＬＤ11、ＢＬＤ11から出射された線状のレー
ザ光Ｌを集光する集光レンズおよび一方向にのみビーム
を拡げるトーリックレンズ等の組合せからなる光学系1
2、シート50表面に対して45度傾けて配された、レーザ
光Ｌを反射し後述する輝尽発光光Ｍを透過するように設
定されたダイクロイックミラー14、ダイクロイックミラ
ー14により反射された線状のレーザ光Ｌを、シート50上
に矢印Ｘ方向に沿って延びる線状（線幅略 100μｍ）に
集光（結像）するとともに、レーザ光Ｌが線状に集光
（結像）したシート50から発せられる、蓄積記録された
放射線画像情報に応じた輝尽発光光Ｍをダイクロイック
ミラー14の近傍に空中像ＩＭとして結像する屈折率分布
形レンズアレイ（多数の屈折率分布形レンズが配列され
てなるレンズ）15、およびこの第１の屈折率分布型レン
ズアレイ15により形成された空中像ＩＭを、後述するラ
インセンサ20を構成する各光電変換素子21の受光面上に
結像させる第２の屈折率分布型レンズアレイ16、第２の
屈折率分布型レンズアレイ16を透過した輝尽発光光Ｍに
僅かに混在する、シート50表面で反射したレーザ光Ｌを
カットし輝尽発光光Ｍを透過させる励起光カットフィル
タ17、励起光カットフィルタ17を透過した輝尽発光光Ｍ
を受光して光電変換する多数の光電変換素子21が配列さ
れたラインセンサー20、およびラインセンサー20を構成
する各光電変換素子21から出力された信号を、シート50
の部位を対応させて加算処理する加算手段31を有し、こ
の加算処理された画像信号を出力する画像情報読取手段
30を備えた構成である。

【００４１】ここで、シート50上の領域を第１の屈折率
分布型レンズアレイ15で結像した空中像ＩＭを、さらに
第２の屈折率分布型レンズアレイ16により各光電変換素
子21の受光面上に結像する配置とすることにより、シー
ト50上の輝尽発光光Ｍの発光域を光電変換素子21の受光
面上に結像する結像光学系を構成することができる。

【００４２】また、集光レンズとトーリックレンズ等か
らなる光学系12は、ＢＬＤ11からのレーザ光Ｌをダイク
ロイックミラー14上に集光し所望の照射域まで拡大する
（レーザ光が線状に発光する方向に拡大する）。

【００４３】ラインセンサー20は詳しくは、図４に示す
ように、矢印Ｘ方向に沿って多数（例えば1000個以上）
の光電変換素子21が配列されるとともに、この矢印Ｘ方
向に延びた光電変換素子21の列が、シート50の搬送方向
（矢印Ｙ方向）に３列連設されて構成されている。ま
た、ラインセンサー20を構成するこれら多数の光電変換
素子21はそれぞれ、縦 100μｍ×横 100μｍ程度の大き
さの受光面を有しており、第１の屈折率分布型レンズア
レイ15および第２の屈折率分布型レンズアレイ16が構成
する結像光学系の倍率が１対１（等倍）とすると、個々
の光電変換素子21は、シート50の表面における縦 100μ
ｍ×横 100μｍ程度の大きさの領域から発光する輝尽発
光光を受光することができる。なお、光電変換素子21と
しては具体的には、アモルファスシリコンセンサ、ＣＣ
ＤセンサまたはＭＯＳイメージセンサなどを適用するこ
とができる。

【００４４】なお加算手段31による加算処理としては単
純加算、重み付け加算などを適用することができ、また
加算手段31に代えて、他の演算処理を施す演算処理手段
を適用してもよい。

【００４５】次に本実施形態の放射線画像情報読取装置
の作用について説明する。

【００４６】まず、走査ベルト40が矢印Ｙ方向に移動す
ることにより、この走査ベルト40上に載置された、放射
線画像情報が蓄積記録されたシート50を矢印Ｙ方向に搬
送する。このときのシート50の搬送速度はベルト40の移
動速度に等しく、ベルト40の移動速度は加算手段31に入
力される。

【００４７】一方、ＢＬＤ11が、線幅略 100μｍの線状
のレーザ光Ｌを、シート50表面に対して略平行に出射
し、このレーザ光Ｌは、その光路上に設けられた集光レ
ンズおよびトーリックレンズ等からなる光学系12により
集光および線状に拡大され、ダイクロイックミラー14上
に線状に入射（集光）される。ダイクロイックミラー14
上に線状に入射（集光）されたレーザ光Ｌはダイクロイ
ックミラー14により反射されてシート50の表面に向か
い、第１のセルフォックレンズ15により、シート50上に
矢印Ｘ方向に沿って延びる線状（線幅ｄ_L 略 100μｍ）
に集光される（図５（１）参照）。

【００４８】ここで、ダイクロイックミラー14上の線状
の領域（レーザ光Ｌが線状に入射する領域）は、第１の
セルフォックレンズ15によって、シート50上に矢印Ｘ方
向に沿って延びる線状の領域（レーザ光Ｌが線幅ｄ_L 略
100μｍに集光される領域）に結像されるように配置さ
れている。

【００４９】また、シート50に入射する線状のレーザ光
Ｌは、蛍光灯から発せられる蛍光やＬＥＤアレイから出
射される光に比して指向性が高いため集光度が高く、励
起エネルギも大きい。したがって、シート50の集光域
（線幅ｄ_L 略 100μｍ）の蓄積性蛍光体を充分に励起す
ることができ、この結果、集光域の蓄積性蛍光体から
は、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた発光強
度の強い輝尽発光光Ｍが発光される。

【００５０】シート50に入射した線状のレーザ光Ｌは、
その集光域（線幅ｄ_L 略 100μｍ）の蓄積性蛍光体を励
起するとともに集光域からシート50内部に入射して集光
域の近傍部分に拡散し、集光域の近傍部分（線幅ｄ_M ）
の蓄積性蛍光体も励起する。この結果、シート50の集光
域およびその近傍（線幅ｄ_M ）から、蓄積記録されてい
る放射線画像情報に応じた強度の輝尽発光光Ｍが発光さ
れ（同図（２）参照）、その線幅方向における強度分布
は同図（３）に示すものとなる。

【００５１】シート50の線幅ｄ_M の部分から発光した輝
尽発光光Ｍは、第１の屈折率分布型レンズアレイ15と第
２の屈折率分布型レンズアレイ16とで構成される結像光
学系により、ラインセンサ20を構成する各光電変換素子
21の受光面上に結像される。この際、第２の屈折率分布
型レンズアレイ16を透過した輝尽発光光Ｍに僅かに混在
する、シート50表面で反射したレーザ光Ｌが、励起光カ
ットフィルタ17によりカットされる。

【００５２】ここで、ラインセンサ20の受光面上におけ
る、光電変換素子21のサイズと輝尽発光光Ｍの分布との
関係は図４に示すように、シート50の表面における光線
幅ｄ_M が、矢印Ｙ方向における３列分の光電変換素子21
の幅（幅略 300μｍ）に対応するものとされている。

【００５３】ラインセンサ20は、各光電変換素子21によ
り受光された輝尽発光光Ｍを光電変換し、得られた各信
号Ｓは加算手段31に入力される。

【００５４】加算手段31は、走査ベルト40の移動速度に
基づいて、シート50の各部位に対応して設けられたメモ
リ領域に、対応する各光電変換素子21からの信号Ｓを累
積して記憶させる。

【００５５】上記作用の詳細を以下、図６および７を用
いて説明する。

【００５６】まず、図６（１）に示すように、シート50
の搬送方向（矢印Ｙ方向）先端部Ｓ１に蛍光Ｌが集光さ
れた状態においては、シート50の先端部Ｓ１だけでな
く、前述したようにその近傍領域Ｓ２からも同図の発光
分布曲線に示すような輝尽発光光Ｍが発光する。シート
50の部位Ｓ１から生じた輝尽発光光Ｍの光量はＱ２であ
り、この光量Ｑ２の輝尽発光光Ｍは、（シート50の部位
は、第１の屈折率分布型レンズアレイ15および第２の屈
折率分布型レンズアレイ16からなる結像光学系によって
光電変換素子20の受光面に結像されるので）シート50の
部位Ｓ１に対応する光電変換素子列20Ｂ（図４参照）の
光電変換素子21により受光され、一方シート50の部位Ｓ
２から生じた輝尽発光光Ｍの光量はＱ３であり、この光
量Ｑ３の輝尽発光光Ｍは、（上記と同様の理由により）
シート50の部位Ｓ２に対応する光電変換素子列20Ｃの光
電変換素子21により受光される。

【００５７】光電変換素子21（20Ｂ列）は受光した光量
Ｑ２の輝尽発光光Ｍを電荷Ｑ′２に光電変換して、これ
を加算手段31に転送する。加算手段31は光電変換素子21
（20Ｂ列）から転送された電荷Ｑ′２を、走査ベルト40
の走査速度に基づいて、シート50の部位Ｓ１に対応する
メモリに記憶させる（図７参照）。同様に、光電変換素
子21（20Ｃ列）は受光した光量Ｑ３の輝尽発光光Ｍを電
荷Ｑ′３に光電変換して、これを加算手段31に転送し、
加算手段31は転送された電荷Ｑ′３を、シート50の部位
Ｓ２に対応するメモリに記憶させる。

【００５８】次いでシート50が搬送されて、図６（２）
に示すように、シート50の部位Ｓ２に蛍光Ｌが集光され
た状態においては、前述と同様の作用により、シート50
の部位Ｓ２を中心としてその近傍部位Ｓ１およびＳ３か
らも輝尽発光光Ｍが生じ、部位Ｓ１から光量Ｑ４、部位
Ｓ２から光量Ｑ５、部位Ｓ３から光量Ｑ６の各輝尽発光
光Ｍが生じ、各輝尽発光光Ｍはそれぞれ対応する光電変
換素子21（20Ａ列），21（20Ｂ列），21（20Ｃ列）によ
り受光される。

【００５９】各光電変換素子21（20Ａ列），21（20Ｂ
列），21（20Ｃ列）は受光した輝尽発光光Ｍをそれぞれ
電荷Ｑ′４，Ｑ′５，Ｑ′６に変換してそれぞれ加算手
段31に転送する。

【００６０】加算手段31は各光電変換素子（20Ａ列），
21（20Ｂ列），21（20Ｃ列）からそれぞれ転送された電
荷Ｑ′４，Ｑ′５，Ｑ′６を、走査ベルト40の走査速度
に基づいて、シート50の部位Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対応す
るメモリに加算して記憶させる。

【００６１】以下、シート50が搬送されて図６（３）に
示すようにシート50の部位Ｓ３に蛍光Ｌが集光された状
態において各光電変換素子21（20Ａ列），21（20Ｂ
列），21（20Ｃ列）からそれぞれ転送された電荷Ｑ′
７，Ｑ′８，Ｑ′９も同様の作用により、シート50の部
位Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対応するメモリに加算して記憶さ
れる。

【００６２】以上と同様の作用を、シート50の搬送位置
ごとに繰り返すことにより、加算手段31の、シート50の
各部位に対応するメモリには、図７に示すように、シー
ト50の搬送位置ごとに受光した輝尽発光光Ｍの総和が記
憶される。

【００６３】そして、このメモリに記憶された信号が画
像情報読取手段30から、外部の画像処理装置等に出力さ
れる。

【００６４】なお、屈折率分布型レンズアレイを、下式
を満足するように平面状に並べて形成することにより、
ライン光源、ラインセンサおよび屈折率分布型レンズア
レイ等からなる光学系と蓄積性蛍光体シートとの相対的
運動を妨げずに、高い集光効率を維持することができ
る。

【００６５】Ｎ×｛１−ｃｏｓ³（ｔａｎ^-1（Ｄ／２Ｌ
ｏ））｝≧０．１ Ｄ：前記屈折率分布型レンズの直径 Ｌｏ：前記屈折率分布型レンズの作動距離 Ｎ：前記屈折率分布型レンズの視野半径内に納まる前記
屈折率分布型レンズの数 このように、本発明の第２の実施の形態によれば、第１
の実施の形態と同様に、高い集光効率と高い空間分解能
で輝尽発光の強度と位置とを検出することができる。す
なわち、輝尽発光光の線幅ｄ_M （光電変換素子の受光面
における線幅）が、個々の光電変換素子の受光幅ｄ_Pよ
り広くなっても受光幅の方向に光電変換素子を複数列備
えたラインセンサが配設されているので、ラインセンサ
全体としては輝尽発光光の線幅ｄ_M の略全幅に亘って受
光することができるため受光効率を高めることができ、
走査ベルトによりシートが移動された各位置ごとにおけ
る各光電変換素子の出力を、加算手段がシートの部位を
対応させて加算処理することにより、シートの各部位ご
とに検出された光量を加算して画像信号が求められる。

【００６６】さらに、このとき受光面で受光される光
は、輝尽発光光の線状の発光領域を屈折率分布型レンズ
アレイからなる結像光学系を用いて光電変換素子の受光
領域に結像したものであるので、発光面の情報を受光面
において正確に検出することができ、高い集光効率と高
い空間分解能で輝尽発光の強度と位置とを検出すること
ができるので、この検出により得られた画像信号の情報
に基づいて画像を形成することにより鮮鋭度の高い画質
の画像を得ることができる。

【００６７】なお、本発明の放射線画像情報読取装置は
上述した実施形態に限るものではなく、ライン光源、ラ
インセンサ、または演算手段として、公知の種々の構成
を採用することができる。また、画像情報読取手段から
出力された信号に対して種々の信号処理を施す画像処理
装置をさらに備えた構成や、励起が完了したシートにな
お残存する放射線エネルギを適切に放出せしめる消去手
段をさらに備えた構成を採用することもできる。

【００６８】また本実施形態におけるラインセンサ20は
図４に示すように、光電変換素子21が、ラインセンサ20
の長さ方向（長軸方向）および長軸方向に直交する方向
（短軸方向）のいずれの方向についても１直線状に並ぶ
マトリックス状に配列された構成のものを示したが、本
発明の放射線画像情報読取装置に用いられるラインセン
サはこのような実施形態のものに限るものではなく、図
８（１）に示すように、長軸方向（矢印Ｘ方向）には１
直線状に並ぶが短軸方向（矢印Ｙ方向）はジグザグ状に
並ぶ配列や、同図（２）に示すように、短軸方向には１
直線状に並ぶが長軸方向はジグザグ状に並ぶ配列により
配設されたものであってもよい。

【００６９】なお、光電変換素子の数を、転送レートに
よる影響が生じる程に増大させた構成においては、各光
電変換素子に対応するメモリ素子を設けて、各光電変換
素子に蓄積した電荷を一旦各メモリ素子に記憶させ、次
の電荷蓄積期間中に、各メモリ素子から電荷を読み出す
ことで、電荷の転送時間増大による電荷蓄積時間の短縮
化を回避する構成とすればよい。

【００７０】さらにまた、上述した２つの実施の形態に
よる放射線画像情報読取装置は、レーザ光Ｌがシート50
を照射する光路と輝尽発光光Ｍをラインセンサ20が受光
する光路とが一部において重複するような構成を採用し
て、装置の一層のコンパクト化を図るものとしたが、こ
のような構成に限るものではなく、例えば図９に示すよ
うに、レーザ光Ｌの光路と輝尽発光光Ｍの光路とが全く
重複しない構成を適用することもできる。

【００７１】すなわち図示の放射線画像情報読取装置
は、走査ベルト40、線状のレーザ光Ｌをシート50表面に
対して略４５度の角度で発するＢＬＤ11、ＢＬＤ11から
出射された線状のレーザ光Ｌを集光する集光レンズと前
記線状の方向にのみビームを拡げるトーリックレンズと
の組合せからなり、シート50表面にレーザ光Ｌを線状に
集光する光学系12、シート50の表面に対して略４５度だ
け傾斜しかつレーザ光Ｌの進行方向に略直交する光軸を
有し、レーザ光Ｌの照射によりシート50から発せられた
線状の輝尽発光光Ｍを後述するラインセンサ20を構成す
る各光電変換素子21の受光面に線状に集光（結像）させ
る屈折率分布型レンズアレイ16、屈折率分布型レンズア
レイ16に入射する輝尽発光光Ｍに僅かに混在するレーザ
光Ｌをカットする励起光カットフィルタ17、励起光カッ
トフィルタ17を透過した輝尽発光光Ｍを受光して光電変
換する多数の光電変換素子21が配列されたラインセンサ
ー20、およびラインセンサー20を構成する各光電変換素
子21から出力された信号Ｓを、シート50の部位を対応さ
せて加算処理する加算手段31を有し、この加算処理され
た画像信号を出力する画像情報読取手段30を備えた構成
である。

【００７２】なお、ここで用いられる屈折率分布型レン
ズアレイ16は、シート50上の輝尽発光光Ｍの発光域を１
対１の大きさでラインセンサ20を構成する各光電変換素
子21の受光面上に結像する（正立等倍像を形成する）結
像レンズを多数配列したものである。

【００７３】また、支持体が輝尽発光光透過性の材料に
より形成された蓄積性蛍光体シートを用いることによっ
て、図10に示すように、ＢＬＤとラインセンサとを互い
にシートの異なる面側に配して、レーザ光が入射したシ
ート面の反対側の面から出射する輝尽発光光を受光する
ようにした透過光集光型の構成を採用することもでき
る。

【００７４】すなわち図示の放射線画像情報読取装置
は、蓄積性蛍光体シート50の前端部および後端部（当該
前端部および後端部には放射線画像が記録されていない
か、または記録されていても関心領域ではないものであ
る）を支持して矢印Ｙ方向にシートを搬送する搬送ベル
ト40′、線状のレーザ光Ｌをシート50表面に対して略直
交する方向に発するＢＬＤ11、ＢＬＤ11から出射された
線状のレーザ光Ｌを集光する集光レンズと前記線状の方
向にのみビームを拡げるトーリックレンズとの組合せか
らなり、シート50表面にレーザ光Ｌを線状に集光する光
学系12、シート50の表面に略直交する光軸を有し、レー
ザ光Ｌの照射によりシート50の裏面（レーザ光Ｌの入射
面に対して反対側の面）から発せられた線状の輝尽発光
光Ｍ′を後述するラインセンサ20を構成する各光電変換
素子21の受光面に線状に集光（結像）させる屈折率分布
型レンズアレイ16、屈折率分布型レンズアレイ16に入射
する輝尽発光光Ｍ′に僅かに混在するレーザ光Ｌをカッ
トする励起光カットフィルタ17、励起光カットフィルタ
17を透過した輝尽発光光Ｍ′を受光して光電変換する多
数の光電変換素子21が配列されたラインセンサー20、お
よびラインセンサー20を構成する各光電変換素子21から
出力された信号を、シート50の部位を対応させて加算処
理する加算手段31を有し、この加算処理された画像信号
を出力する画像情報読取手段30を備えた構成である。

【００７５】なお、ここで用いられる屈折率分布型レン
ズアレイ16も上記と同様に、シート50上の輝尽発光光Ｍ
の発光域を１対１の大きさでラインセンサ20を構成する
各光電変換素子21の受光面上に結像する（正立等倍像を
形成する）結像レンズを多数配列したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射線画像情報読取装置の第１の実施
の形態を示す構成図

【図２】図１に示した放射線画像情報読取装置のライン
センサの詳細を示す図

【図３】本発明の放射線画像情報読取装置の第２の実施
形態を示す構成図

【図４】図３に示した放射線画像情報読取装置のライン
センサの詳細を示す図

【図５】レーザ光の光線幅と輝尽発光光の光線幅との関
係を示す図

【図６】図３に示した実施形態の放射線画像情報読取装
置の作用を説明するための図

【図７】シートの各部位に対応した、加算手段のメモリ
を示す概念図

【図８】ラインセンサを構成する光電変換素子の他の配
列状態を示す図

【図９】本発明の放射線画像情報読取装置の他の実施形
態を示す構成図

【図１０】本発明の放射線画像情報読取装置の他の実施
形態を示す構成図

【符号の説明】

11 ブロードエリア半導体レーザ（ＢＬＤ） 12 集光レンズ（なたは集光レンズ）とトーリックレ
ンズからなる光学系 14 ダイクロイックミラー 15,16 屈折率分布型レンズアレイ 17 励起光カットフィルタ 20 ラインセンサ 21 光電変換素子 30 画像情報読取手段 31 加算手段（演算手段） 40 走査ベルト 50 蓄積性蛍光体シート Ｌ レーザ光 Ｍ 輝尽発光光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性
   蛍光体シートの一部に励起光を線状に照射するライン光
   源と、前記シートの線状に照射された部分またはこの照
   射された部分に対応する前記シートの裏面側の部分から
   発光された輝尽発光光を受光して光電変換を行う、多数
   の光電変換素子を線状の長さ方向に配列してなるライン
   センサと、前記ライン光源および前記ラインセンサを前
   記シートに対して相対的に、前記線状の長さ方向とは異
   なる方向に移動させる走査手段とを備えた放射線画像情
   報読取装置において、 前記ラインセンサと前記蓄積性蛍光体シートとの間に、
   前記発光された輝尽発光光を集光する多数の屈折率分布
   型レンズを前記線状の長さ方向に配列してなる屈折率分
   布型レンズアレイが設けられていることを特徴とする放
   射線画像情報読取装置。
2. 【請求項２】 前記ラインセンサが、前記光電変換素子
   を前記線状の長さ方向とは異なる方向にも複数配列して
   なるものであることを特徴とする請求項１記載の放射線
   画像情報読取装置。
3. 【請求項３】 前記屈折率分布型レンズアレイが、下式
   を満足するものであることを特徴とする請求項１または
   ２記載の放射線画像情報読取装置。 Ｎ×｛１−ｃｏｓ³（ｔａｎ^-1（Ｄ／２Ｌｏ））｝≧
   ０．１ Ｄ：前記屈折率分布型レンズの直径 Ｌｏ：前記屈折率分布型レンズの作動距離 Ｎ：前記屈折率分布型レンズの視野半径内に納まる前記
   屈折率分布型レンズの数。
4. 【請求項４】 前記屈折率分布型レンズの作動距離が、
   １ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項
   １から３のいずれか１項記載の放射線画像情報読取装
   置。
5. 【請求項５】 前記屈折率分布型レンズアレイが、前記
   輝尽発光光の波長の内、最大強度を示す波長に対して８
   ０％以上の透過率を有するものであることを特徴とする
   請求項１から４のいずれか１項記載の放射線画像情報読
   取装置。