JP2000338617A - 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、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に励起光Ｌａを線状に照射するライン
光源１１と、蓄積性蛍光体シート５０の線状に照射され
た領域から発せられた輝尽発光光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５
０との間に、着色することによって輝尽発光光を透過し
励起光をカットするフィルタの機能を付与した集光レン
ズアレイ１３を配設する。

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、この放射線画像情報が蓄積記録され
た蓄積性蛍光体シートに、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、特開平1−101540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、マイクロレンズアレイまたは屈折率分布型レン
ズアレイ等の集光光学系によって輝尽発光光をラインセ
ンサに導く方式が提案されており、これらの方式におい
ては輝尽発光光を発生する蓄積性蛍光体シートとライン
センサとの間に励起光を遮断し輝尽発光光を透過する励
起光カットフィルタが挿入されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このラインセンサによ
る読取りにおいては、輝尽発光光の集光効率を高めると
共に、輝尽発光光の発光位置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。すなわち、一点から発
せられた輝尽発光光が十分に集光されず広がって多数の
光電変換素子からなるラインセンサの中の複数のセンサ
に亘って入射したり、線状に発光する輝尽発光光の発光
領域の隣り合う複数の点から発生する輝尽発光光がライ
ンセンサの中の同一素子に入射したりすると、画像の鮮
鋭度が劣化する。従って、輝尽発光光の発光点の位置と
強度とを正確に（例えば多数光電変換素子の並ぶ間隔と
同等の分解能で）検出し、形成される画像の鮮鋭度を向
上するには、マイクロレンズアレイまたは屈折率分布型
レンズアレイ等の集光光学系の集光効率を向上させると
共に蓄積性蛍光体シート上における空間分解能を高める
必要がある。そして、前記集光効率と空間分解能を高め
るためには、集光光学系と蓄積性蛍光体シートとを接近
させ、集光光学系の開口角（開口数）を大きくして、解
像力を高くすると共に発散する輝尽発光光を漏らさず集
光しラインセンサに導くことが必要となる。

【０００７】しかしながら、蓄積性蛍光体シートとライ
ンセンサとの間に挿入する励起光カットフィルタが励起
光を遮断するのに十分な性能（励起光の強度を１万分の
１から１００万分の１に減衰する減衰率）を発揮するた
めにはその厚さを１ｍｍ以上にしなければならなので、
蓄積性蛍光体シートに集光光学系を十分に接近させるこ
とができず、所望の開口角（開口数）で蓄積性蛍光体シ
ートから発する輝尽発光光を集光することができない。

【０００８】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
と位置とを正確に検出することにより、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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による放射線画像
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、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
電変換素子が配列されたラインセンサと、ラインセンサ
と前記蓄積性蛍光体シートとの間に配設された輝尽発光
光を集光する集光光学系と、ライン光源、集光光学系お
よび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、前記集光光
学系が、輝尽発光光を透過し励起光をカットする着色が
施されていることを特徴とする。

【００１０】

【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、前記線状の励起光の照射により蓄積性蛍光体
シートから発せら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、着色することによって輝尽
発光光を透過し励起光をカットするフィルタ機能を付与
した集光光学系を配設したので、励起光をカットするフ
ィルターを別途光学系の中に挿入する必要がなく、その
結果、蓄積性蛍光体シートと集光光学系との距離を接近
させることができ、蓄積性蛍光体シートから発せられる
輝尽発光光を大きな開口角（開口数）で集光することが
できる。

【００１１】従って、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が得られる。

【００１２】

【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。

【００１３】図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は図１に示した
放射線画像情報読取装置の側面を示す図である。

【００１４】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〜
７００ｎｍ（広くは５００〜８００ｎｍ）の線状のレー
ザ光Ｌａをシート５０の表面（励起光あるいはレーザ光
Ｌａが入射する側の面）に対して略４５度の角度で出射
するブロードエリア半導体レーザ（以下、ＢＬＤとい
う）１１、ＢＬＤ１１から出射された線状のレーザ光Ｌ
ａを集光する集光レンズおよび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等の組合せからなる照射
光学系１２、照射光学系１２により集光された線状のレ
ーザ光Ｌａによって励起されたシート５０から発せられ
た輝尽発光光Ｍを集光する集光レンズアレイ１３（多数
の集光レンズが配列されてなるレンズ）、集光レンズア
レイ１３によって集光された輝尽発光光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２０、およびラインセンサ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を備えた構成と
なっている。

【００１５】ここで、集光レンズアレイ１３は、シート
５０の線状にレーザ光Ｌａが集光された領域から発せら
れる輝尽発光光Ｍを、ラインセンサ２０を構成する各光
電変換素子２１上に集光（結像）させると共に、着色が
施されたことにより励起光となるレーザ光Ｌａをカット
し輝尽発光光Ｍを透過する、励起光カットフィルタとし
ての特性を備えているので、輝尽発光光Ｍに混在するシ
ート５０の表面で反射したレーザ光Ｌａを減衰・遮断し
輝尽発光光Ｍのみを透過させることができる。

【００１６】また、この集光レンズアレイ１３は、シー
ト５０上の輝尽発光光Ｍの線状の発光域を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）結像光学系を構成しており、さらにシー
ト５０と集光レンズアレイ１３との間および集光レンズ
アレイ１３とラインセンサ２０との間に挿入される光学
部品等は皆無なので、集光レンズアレイ１３を構成する
各集光レンズの開口角（開口数）を大きくし、シート５
０と集光レンズアレイ１３との間隔および集光レンズア
レイ１３とラインセンサ２０との間隔を接近させること
により、高い集光効率と空間分解能で各光電変換素子２
１上に正立等倍像を形成する光学系を容易に構成するこ
とができる。

【００１７】一方、ラインセンサ２０は、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２
１が配列されて構成され、ラインセンサ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１００μ
ｍ×横１００μｍ程度の大きさの受光面を有し、結像光
学系を構成する集光レンズアレイ１３の倍率は１対１の
等倍となっているので、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
とになる。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。

【００１８】次に、本実施の形態による放射線画像情報
読取装置の作用について説明する。

【００１９】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。

【００２０】一方、ＢＬＤ１１は、線幅略１００μｍの
線状のレーザ光Ｌａを、シート５０表面に対して略４５
度に出射し、このレーザ光Ｌａ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照射
光学系１２により集光され、１方向にのみ広げられて、
矢印Ｘ方向に沿って延びる線状（線幅略１００μｍ）の
光線となりシート５０上に集光される。

【００２１】上記シート５０に入射した線状のレーザ光
Ｌａは、蛍光灯から発せられる蛍光やＬＥＤアレイから
出射される光や有機ＥＬパネルから出射される光等に比
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（線幅略１００
μｍ）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輝尽発光光Ｍが
発光される。このシート５０の輝尽発光光Ｍの発光領域
は、集光レンズアレイ１３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、こ
の際、輝尽発光光Ｍに混在するシート５０の表面で反射
されたレーザ光Ｌａは、集光レンズアレイ１３によりカ
ットされる。

【００２２】上記集光レンズアレイ１３は、着色が施さ
れることにより、励起光となるレーザ光Ｌａをカットし
輝尽発光光Ｍを透過する励起光カットフィルタとしての
特性を備え、このフィルタとしての特性は、輝尽発光光
の発光波長以上の光を極力遮断し（例えば、１／１万か
ら１／１００万の強度に減衰し）、これより短波長側の
光を透過させる特性となっており、例えば、素材がガラ
スの場合には、顔料を添加し混晶を形成することにより
着色が施され、素材としてプラスチックを用いる場合に
は染料等を加え着色を施すことにより上記と同等の特性
を得ることができる。

【００２３】集光レンズアレイ１３によって各光電変換
素子２１上に集光（結像）された輝尽発光光Ｍは、さら
に各光電変換素子２１により光電変換されて各画像信号
Ｑ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Ｑは画像情報読取手段３０に入力され、画像情報
読取手段３０によってシート５０の各領域と各画像信号
Ｑとを対応づける信号処理が施され、画像処理装置等に
出力される。

【００２４】このように、本発明の第１の実施の形態に
よれば、シート５０と、ラインセンサ２０との間に、輝
尽発光光を透過し、励起光を遮断するフィルタ特性を備
えた集光光学系を配設したことにより、励起光カットフ
ィルタを集光光学系の中に別途挿入する必要が無くな
り、集光レンズアレイ１３を蓄積性蛍光体シート５０の
発光領域に接近させて配置することができるので、開口
角（開口数）の大きな集光レンズアレイを採用すること
ができる。この結果、高い集光効率と空間分解能でシー
ト上のレーザ光Ｌａが照射された領域から発せられる輝
尽発光光の強度と位置とを検出することが可能となり、
該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。

【００２５】なお、集光レンズアレイとしては径方向に
屈折率分布を持つ屈折率分布型レンズアレイ、軸方向に
屈折率分布を持つ平板レンズを３枚用いた平板マイクロ
レンズアレイまたは複数の球面レンズを組み合わせて構
成した球面レンズアレイ等を採用することができる。

【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態による放
射線画像情報読取装置について説明する。

【００２７】図３は第２の実施の形態の側面を示す図で
あり、支持体として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り、励起光
を表面に照射し、裏面（励起光あるいはレーザ光Ｌａが
入射する面に対して反対側の面）から輝尽発光光を検出
するようにしたものである。

【００２８】すなわち、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Ｌａを
シート５０の表面に向って略垂直な方向から出射するＢ
ＬＤ１１、ＢＬＤ１１から出射された線状のレーザ光Ｌ
ａを集光する集光レンズおよび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等の組合せからなりシー
ト５０の表面にレーザ光Ｌａを線状に集光する照射光学
系１２、シート５０の表面に対して略垂直な光軸を有
し、かつ裏面から発せられた輝尽発光光Ｍ′（線状のレ
ーザ光Ｌａの照射によってシート５０から発せられた輝
尽発光光のうち、裏面から出てきた輝尽発光光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２
１の受光面に集光（結像）する集光レンズアレイ１３、
集光レンズアレイ１３により集光（結像）された輝尽発
光光Ｍ′を受光して光電変換する多数の光電変換素子２
１が配列されたラインセンサ２０、およびラインセンサ
２０を構成する各光電変換素子２１から出力された各画
像信号Ｑを入力し、シート５０の各領域と各画像信号Ｑ
とを対応づける信号処理を施して画像処理装置等に出力
する画像情報読取手段３０を備えた構成となっている。
その他の構成および動作は前記第１の実施の形態と同様
である。

【００２９】なお、ここで用いられる集光レンズアレイ
１３も上記と同様に、シート５０から発せられる輝尽発
光光Ｍ′の発光域を１対１の大きさで各光電変換素子２
１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り、かつ励起光となるレ
ーザ光Ｌａをカットし輝尽発光光Ｍ′を透過する励起光
カットフィルタとしての特性を備えたものである。

【００３０】上記のような構成を採用したことにより、
シート５０の輝尽発光光Ｍ′の発光域を結像する集光光
学系の光軸をシート５０の表面に対して垂直な方向に向
けることができるので、集光レンズアレイ１３をさらに
シート５０に接近させることができ、開口角（開口数）
を大きくすることができる。この結果、さらに高い集光
効率と高い空間分解能でレーザ光Ｌａが照射された領域
から発せられる輝尽発光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。

【００３１】次に、本発明の第３の実施の形態による放
射線画像情報読取装置について説明する。

【００３２】図４は第３の実施の形態を示す側面図であ
る。第３の実施の形態は、前記第１の実施の形態と第２
の実施の形態とを組み合わせたもので、一方の側から励
起光が照射されると、両側から輝尽発光光を発する材料
によって形成された蓄積性蛍光体シートを用いたもので
あり、蓄積性蛍光体シートの表裏両側から輝尽発光光を
読み取るようにしたものである。

【００３３】すなわち、ＢＬＤ１１により、シート５０
の表面に対して略４５度の角度で射出された線状のレー
ザ光Ｌａによりシート５０の表裏両側から発せられた輝
尽発光光Ｍ、Ｍ′は、蓄積性蛍光体シート５０の両側に
配された２つのラインセンサ２０、２０′にそれぞれ備
えられた各光電変換素子２１、２１′によって検出され
各画像信号Ｑ、Ｑ′に変換され出力される。各光電変換
素子２１、２１′から出力された各画像信号Ｑ、Ｑ′
は、画像情報読取手段３０に入力され、該画像情報読取
手段３０によりシート５０の表裏の各領域にそれぞれ対
応づけられる信号処理が施され、さらに、シート５０の
同じ領域から表面側、裏面側にそれぞれ発せられた輝尽
発光光に対応する画像信号Ｑ、Ｑ′の加算処理が行わ
れ、この加算処理された画像信号は画像処理装置等に出
力される。その他の構成および動作は前記第１の実施の
形態および第２の実施の形態と同様である。

【００３４】この両面から読み取る構成の放射線画像情
報読取装置によればシートの表裏両側から発光する輝尽
発光光を集光することができるのでさらに集光効率を向
上させることができる。

【００３５】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３０
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、励起光の照射による読
取り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。

【００３６】また本実施形態におけるラインセンサ２０
および集光レンズアレイ１３は長さ方向（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
た構成に限るものではなく、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、長軸方向（矢印Ｘ方向）に１直線状に
並ぶが短軸方向（矢印Ｙ方向）には長軸方向とは９０度
を成さず斜め方向に並ぶ配列とされたものであってもよ
い。

【００３７】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。

【００３８】以上のように、本発明の放射線画像情報読
取装置によれば、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。

【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
の形態を示す斜視図

【図２】図１に示した放射線画像情報読取装置の側面を
示す概略構成図

【図３】本発明の放射線画像情報読取装置の第２の実施
形態の側面を示す概略構成図

【図４】本発明の放射線画像情報読取装置の第３の実施
形態の側面を示す概略構成図

【符号の説明】

１１ ブロードエリア半導体レーザ（ＢＬＤ） １２ 照射光学系１２ １３ 集光レンズアレイ 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 Ｌａ レーザ光 Ｍ 輝尽発光光

Claims (1)

【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および／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が配列されたラインセンサと、前
   記ラインセンサと前記蓄積性蛍光体シートとの間に配設
   された前記輝尽発光光を集光する集光光学系と、前記ラ
   イン光源、前記集光光学系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、前記集光光学系が、輝尽発光光を
   透過し励起光をカットする着色が施されていることを特
   徴とする放射線画像情報読取装置。