JP2004128717A - Radiation image information reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像情報が蓄積記録されている蓄積性蛍光体シートに励起光を照射し、それにより該シートから発せられた輝尽発光光を光電的に読み取って放射線画像情報を示す画像信号を得る放射線画像情報読取装置に関し、特に詳細には、輝尽発光光を検出する光検出器としてCCDセンサを用いた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】
従来、放射線を照射するとこの放射線エネルギーの一部を蓄積し、その後、可視光やレーザ光など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)が知られており、そして、この蓄積性蛍光体を支持体上に積層してなる蓄積性蛍光体シートを用い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】
この放射線画像記録再生システムは、人体等の被写体を透過させた放射線を蓄積性蛍光体シートに照射する等してこの蓄積性蛍光体シートに被写体の放射線画像情報を蓄積記録し、その後、レーザ光などの励起光により該シートを2次元的に走査してその励起光照射部分から輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電読取手段により読み取って上記放射線画像情報を示す画像信号を得るものである。
【0004】
このシステムにおいて得られた画像信号は、観察読影に適した階調処理や周波数処理などの画像処理が施された上で、それが担持する放射線画像を診断用可視像としてフィルムに再生記録したり、あるいはCRT画像表示装置等に表示するために用いられる。
【0005】
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、輝尽発光光の読取時間の短縮や、装置のコンパクト化およびコスト低減等の観点から、光電読取手段(光検出器)としてCCDからなるラインセンサを適用することが提案されている。特許文献1には、そのようにして蓄積性蛍光体シートから放射線画像情報を示す画像信号を得る放射線画像情報読取装置の一例が示されている。
【0006】
ところで、上記のCCDラインセンサやCCDエリアセンサ等のCCDセンサにおいては一般に、フォトダイオードにより構成される光電変換部から電荷転送路(CCD)への電荷転送を制御するトランスファーゲートにより、電荷蓄積時間と1ラインまたは1フレームの周期を決めている。また電子シャッタ機能を持つCCDセンサは、上記トランスファーゲートの他にクリアゲートを有しており、このクリアゲートによって電荷蓄積時間と1ラインまたは1フレームの周期を別々に設定できるようにしている。
【0007】
さらに、過大な光量の光が光電変換部に入射して、その飽和電荷を超える過大な電荷が発生したとき、その電荷がトランスファーゲートを乗り越えて電荷転送路に流れ込むことを防ぐために、オーバーフローゲートが設けられている。そしてこのオーバーフローゲートを越えた電荷は、オーバーフロードレインに掃き出される。図4は、このオーバーフローゲートの概念を説明するものである。図中PDはフォトダイオードからなる1つの光電変換部(画素)、TGはトランスファーゲート、OFGはオーバーフローゲート、CCDは電荷転送路、そしてOFDはオーバーフロードレインを示し、同図の(1)、(2)、(3)はそれぞれ電荷蓄積時、電荷読出し時、オーバーフロー時の状態を示している。なお、トランスファーゲートのローレベルに対してクリアゲートのローレベルの電位を高く設定することにより、上記オーバーフローの機能を果たせるので、このクリアゲートがオーバーフローゲートを兼ねることもある。
【0008】
上記の構成において、光電変換部であるフォトダイオードの電荷蓄積容量がCCDからなる電荷転送路の電荷蓄積容量を上回っている場合、ある画素の光電変換部に過大光が入射して多量の電荷が発生すると、オーバーフロードレインに掃き出され得なかった多量の電荷が電荷転送路に流れることになる。そして、それらの電荷が電荷転送路の蓄積容量を上回っている場合は、その電荷が別の光電変換部や転送部画素に流れてしまう。このようになると、過大光が入射した画素以外の画素まで電荷が広がり、それらの画素が持っている適正な情報も破壊されることになる。
【0009】
上述のような問題を防ぐ上では、光電変換部の電荷蓄積容量が電荷転送路の電荷蓄積容量より小さいことが好ましい。しかし、前述した放射線画像情報読取装置においては、微弱な輝尽発光光を効率良く検出することが必要で、そのために、光電変換部の面積が大きいCCDセンサが利用される。そこで一般に、光電変換部の電荷蓄積容量は電荷転送路の電荷蓄積容量より大きくなってしまい、上記の問題が発生することになる。
【0010】
特許文献2には、原稿に照明光を照射して原稿像を読み取る装置において、オーバーフローが生じた画素については、再度照明光量を低下させて読取りをし直すようにした技術が開示されている。しかし放射線画像情報の読取りはいわゆる破壊読取りであるので、再度読取りをし直すことは不可能である。
【0011】
そこで放射線画像情報の読取りにおいては、CCDセンサに入射する最大光量を予め想定し、それを超える光量が入射した場合には、余剰の電荷が全てオーバーフロードレインに掃き出されるようにオーバーフローゲートのローレベルを設定しておくことも考えられる。しかし、前記特許文献2の技術が前提としている原稿像の読取り等においては、CCDセンサに入射する最大光量を予め想定することも容易であるが、放射線画像情報の読取りにおいては関心領域以外(例えば放射線が被写体を経ずに蓄積性蛍光体シートに到達した、いわゆる素抜け部)から発生する輝尽発光光量を想定することは極めて困難になっている。
【0012】
このような事情を考慮すると、図4の(2)に示すオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高く(つまり図中の例ならば+4.5Vより+6.0Vに)設定して、電荷転送路に流れる電荷量を該転送路の容量より必ず少なくなるように抑えることが考えられる。しかしそのようにすると、光電変換部のフォトダイオードの飽和電荷のバラツキが顕著になり、画像形成に必要な輝尽発光光量下での出力飽和特性がこのフォトダイオードの飽和電荷のバラツキに支配されるようになるので、出力のダイナミックレンジが狭くなって、良質の放射線画像を再生することが不可能になる。
【0013】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、輝尽発光光を検出する光検出器としてCCDセンサを用いた上で、その電荷転送路において電荷溢れが生じることを防止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。
【0014】
【特許文献1】
特開平1−101540号公報
【0015】
【特許文献2】
特開平8−130608号公報
【0016】
【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、前述したように、
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励起光を照射し、該シートから発せられた輝尽発光光をCCDセンサにより検出して前記放射線画像情報を示す画像信号を得る放射線画像情報読取装置において、
前記CCDセンサのオーバーフローレベルを、前記蓄積性蛍光体シートへの放射線画像撮影条件、前記輝尽発光光の読取条件、および前記画像信号に施される画像処理条件のうちの少なくとも1つの条件に基づいて制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【0017】
より具体的に上記制御手段は、一般に、上記の各条件がCCDセンサにおける電荷蓄積量がより大となる条件であるほど、オーバーフローレベルをより深くする(オーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高くする)ものとされる。
【0018】
【発明の効果】
先に図4の(2)を参照して説明した通り、CCDセンサのオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高くしてオーバーフローレベルをより深くすれば、電荷転送路に流れる電荷量をより少なく抑えることができる。その反対に、このオーバーフローレベルをより浅くすれば、CCDセンサの出力のダイナミックレンジを広く取ることができる。
【0019】
他方、蓄積性蛍光体シートへの放射線画像撮影条件、前記輝尽発光光の読取条件、および前記画像信号に施される画像処理条件が分かれば、読取対象の蓄積性蛍光体シートが放射線素抜け部を含む等により特に多量の輝尽発光光を発生する可能性が有るものであるか否か、つまりCCDセンサにおいて前述の電荷溢れを発生させる可能性が有るものであるか否かを知ることができる。
【0020】
そこで、読取対象の蓄積性蛍光体シートが特に多量の輝尽発光光を発生する可能性の有るものである場合は、オーバーフローレベルをより深く設定することにより、ダイナミックレンジはある程度犠牲にして、電荷溢れの発生を確実に防止することができる。その一方、読取対象の蓄積性蛍光体シートが特に多量の輝尽発光光を発生する可能性が有るものではない場合は、オーバーフローレベルをより浅く設定することにより、ダイナミックレンジをより広く確保することが可能になる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0022】
図1は、本発明の一実施の形態による放射線画像情報記録読取装置の概略構成を示すものであり、また図2は、この放射線画像情報記録読取装置におけるCCDセンサに対してなされるオーバーフローレベル制御の流れを示すものである。
【0023】
この放射線画像情報記録読取装置は、読取機制御部1と、この読取機制御部1によって作動が制御される放射線画像情報記録読取装置本体10とを備えてなるものである。読取機制御部1は記録読取装置本体10に接続されるとともにシステム制御部2に接続され、このシステム制御部2にはX線管球制御部3が接続されている。このX線管球制御部3は、上記放射線画像情報記録読取装置本体10において放射線画像を記録(撮影)するための放射線を発する放射線源(X線源)20の駆動を制御する。
【0024】
まず図3を参照して、放射線画像情報記録読取装置本体10について詳しく説明する。本装置は基本的に、人体等の被写体18の放射線画像情報を蓄積性蛍光体シートIPに一旦記録する放射線画像記録部12と、蓄積性蛍光体シートIPに励起光Lを照射し、そこに蓄積されている放射線エネルギーの強度に応じて発せられる輝尽発光光Rを光電的に読み取る読取部14と、放射線画像情報が読み取られた後の蓄積性蛍光体シートIPに残存している放射線エネルギーを放出させる消去部16とを備えている。
【0025】
放射線画像記録部12は、放射線Sを発するX線源20と、被写体18を所定位置に保持する放射線透過性の撮影台22とを備える。撮影台22の後方には、放射線照射量を積算して照射時間を制御するフォトタイマ23と、散乱線除去用のグリッド24とが配置され、このグリッド24のさらに後方において、蓄積性蛍光体シートIPが所定の撮影位置に固定されている。
【0026】
読取部14を構成する筐体30の上部には、線状に励起光Lを発するレーザダイオードアレイ32が配設されている。レーザダイオードアレイ32から射出されて一方向(図中で紙面と垂直な方向)に拡がりを有する励起光Lは、筐体30に固定されたミラー34において反射し、蓄積性蛍光体シートIPの上を主走査方向(水平方向)に亘って線状に照射する。
【0027】
また、読取部14を構成する筐体30の下部には、励起光Lが照射された蓄積性蛍光体シートIPの線状の部分から発せられた輝尽発光光Rを集光レンズアレイ36およびプリズム38を介して受光し、電気信号に変換するCCDラインセンサ40a〜40cが配設されている。プリズム38は、筐体30の側部に配設されたCCDラインセンサ40a、40cと、筐体30の下部に配設されたCCDラインセンサ40bとに輝尽発光光Rを振り分ける。
【0028】
千鳥状に配設された各CCDラインセンサ40a〜40cは、それぞれ多数の光電変換部を主走査方向に配列して構成されたものである。なお、CCDラインセンサ40a〜40cは、必ずしも3本で構成する必要はない。またこれらのCCDラインセンサ40a〜40cには、蓄積性蛍光体シートIPから発せられた輝尽発光光Rを透過させる一方、励起光Lを含む外光を遮断する図示外のフィルタが装着されている。
【0029】
消去部16は筐体50を備え、読取部14の筐体30の上部に固着されている。また、筐体50には、蓄積性蛍光体シートIPの主走査方向に延びて該蓄積性蛍光体シートIPに消去光Qを照射する複数本の蛍光灯52(1)〜52(n)と、これらの蛍光灯52(1)〜52(n)を点灯させる点灯回路54とが収容されている。
【0030】
読取部14および消去部16の後方には、鉛直方向に延びたガイドレール60と、副走査モータ62により回転される駆動プーリ64および従動プーリ66に巻き掛けられたベルト68とが配設されている。読取部14の筐体30は、ガイドレール60に沿って移動可能に該ガイドレール60に係合するとともに、ベルト68に連結されている。つまり、読取部14およびそれと一体化された消去部16は、副走査モータ62の回転により駆動するベルト68によって、ガイドレール60に案内されながら副走査方向、すなわち矢印Y1あるいはY2方向に移動する。
【0031】
以下、この放射線画像情報記録読取装置本体10の基本的な動作、並びに作用効果について説明する。図1に示すように被写体18が放射線画像情報記録読取装置本体10における放射線画像記録部12の所定位置に位置決めされ後、X線源20が駆動されて放射線Sが被写体18に照射される。被写体18を透過した放射線Sは、フォトタイマ23およびグリッド24を介して蓄積性蛍光体シートIPに到達し、該シートIPに被写体18の放射線画像情報が記録される。なお、フォトタイマ23は放射線Sの照射量を積算し、その積算値に従ってX線源20の駆動を制御する。
【0032】
次いで、読取部14がガイドレール60に沿って上端位置から矢印Y1方向に下降し、放射線画像情報の読取りが行われる。レーザダイオードアレイ32から射出された励起光Lはミラー34において反射し、蓄積性蛍光体シートIPの主走査方向に線状に照射される。励起光Lが照射された蓄積性蛍光体シートIPの部分からは、蓄積している放射線画像情報に応じた輝尽発光光Rが発せられる。この輝尽発光光Rは、集光レンズアレイ36およびプリズム38を介してCCDラインセンサ40a〜40cに検出され、電気信号に変換される。そして、CCDラインセンサ40a〜40cが矢印Y方向に移動することによって励起光Lの副走査がなされ、蓄積性蛍光体シートIPに記録された放射線画像情報が2次元的に読み取られる。
【0033】
読取部14が下端位置まで移動して放射線画像情報の読取りが終了すると、読取部14がガイドレール60に沿って矢印Y2方向に上昇する。このときも読取操作、すなわち蓄積性蛍光体シートIPに対する励起光Lの照射および輝尽発光光Rの検出が行われるが、これは蓄積性蛍光体シートIPに残存する放射線エネルギーのレベルを検出するための読取操作であり、副走査モータ62の回転速度を上げることにより、副走査速度は上記放射線画像情報読取り時(読取部14の下降時)の2倍に設定される。それによりこの場合は、放射線画像情報読取り時と比べて読取画素数が主走査方向については同数、副走査方向については1/2とされる。
【0034】
読取部14が上端位置まで移動すると、次いで消去部16が矢印Y1方向に下降し、その間に、蛍光灯52(1)〜52(n)から発せられた消去光Qが蓄積性蛍光体シートIPの全面に照射される。それにより、蓄積性蛍光体シートIPに残存する放射線エネルギーが放出され、このシートIPは次の撮影に使用され得る状態となる。
【0035】
なお、上記CCDラインセンサ40a〜40cが出力するアナログ読取画像信号は、図示しない増幅器、サンプルホールド回路を介してA/D変換器に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換される。このデジタルの読取画像信号は、図1に示すシステム制御部2に含まれる画像処理部7に入力される。
【0036】
図1に示す画像処理部7では、入力された放射線画像データに対して、輪郭強調、ノイズ除去、サイズ変換/回転等の画像処理が施される。その後、放射線画像データは、図示しないIIP(Image Information Processor)等の画像処理装置に転送され、更なる画像処理が施された後、写真感光材料等の記録媒体、あるいはCRT(Cathode Ray Tube)等の表示装置に入力され、そこで該データDCが担持する放射線画像が可視像として出力される。
【0037】
またこの図1に示す読取機制御部1のCCD制御部4は、後述するオーバーフローレベルの制御も含めてCCDラインセンサ40a〜40cの作動を制御する。またヘッド制御部5は、前述の読取部14および消去部16からなるスキャナヘッドSHの作動を制御し、LD制御部6は、レーザダイオードアレイ32の作動を制御する。
【0038】
一方システム制御部2の撮影制御部8は、前述したようにX線源20の駆動を制御するX線管球制御部3の作動を制御する。
【0039】
次に図2を参照して、上記システム制御部2、X線管球制御部3およびCCD制御部4による制御についてさらに詳しく説明する。なおこの図2においては、各制御部2〜4の下に、各制御部によってなされる処理ステップを示してある。まずシステム制御部2においては、図示しないコンソールから入力される情報やあるいは自動判定に基づいて、撮影条件、輝尽発光光の読取条件および画像処理部7における画像処理条件等が設定される(ステップP1)。ここでは一例として、X線管球の管電圧、管電流および曝射時間、蓄積性蛍光体シートIPの種類、被写体18に関する撮影部位および撮影線量、画素数や読取速度等の読取モード、並びにEDR条件(放射線画像を再生する画像信号を得る読取操作を行う前になされる、蓄積放射線画像情報を把握するための読取操作、いわゆる先読みの条件)が設定されるようになっている。
【0040】
システム制御部2は、設定したX線管球の管電圧、管電流および曝射時間を示す情報をX線管球制御部3に送り、X線管球制御部3はステップP5において、この情報に基づいてX線源20の管電圧、管電流および曝射時間を設定する。この設定が終了すると、X線管球制御部3はステップP6において、曝射準備完了を示す信号をシステム制御部2に入力する。
【0041】
またシステム制御部2はステップP2において、上記管電圧、管電流および曝射時間に基づいて、CCDラインセンサ40a〜40cにおける適正なオーバーフローゲート(OFG)レベルを算出する。この算出は、上記管電圧、管電流および曝射時間から、蓄積性蛍光体シートIPが発する輝尽発光光Rの光量が所定の閾値を上回る大光量であると想定される場合は、オーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高くし、それ以外の通常の場合はこの印加電圧VOFG Lをより低くするようになされる。
【0042】
システム制御部2は算出した印加電圧VOFG Lを示す情報をCCD制御部4に入力し、該CCD制御部4はステップP7において、この情報が示す通りのオーバーフローゲートローレベル印加電圧VOFG LをCCDラインセンサ40a〜40cに印加させる。この電圧印加が終了すると、CCD制御部4はステップP8において、曝射準備完了を示す信号をシステム制御部2に入力する。
【0043】
システム制御部2は、ステップ3においてX線管球制御部3およびCCD制御部4から曝射準備完了を示す信号が入力されたことを確認すると、次にステップP4において、X線源20を駆動させる信号をX線管球制御部3に送ってX線曝射つまり撮影を行わせる。次いでシステム制御部2はステップP9において、記録読取装置本体10による前述の読取動作を開始させる。これによりCCD制御部4は、ステップP10においてCCDラインセンサ40a〜40cの駆動を開始させる。
【0044】
次に図5を参照して、オーバーフローゲートレベルの設定について詳しく説明する。同図(1)には、オーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lと、CCDラインセンサ40a〜40cの各電荷蓄積部(画素)を構成するいくつかのフォトダイオードの飽和電圧との関係を示してある。同図(1)にOFG2として示すのが上記オーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lがより高い(つまりオーバーフローゲートレベルがより深い)場合、OFG1として示すのが上記オーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lがより低い(つまりオーバーフローゲートレベルがより浅い)場合である。
【0045】
ここで、CCDラインセンサ40a〜40cにオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lが印加されると、その各画素のフォトダイオードの飽和電圧は、その印加電圧VOFG Lの値に応じて一律に減じられる。つまり、同図の(2)、(3)に白抜きして示した分の電荷が、オーバーフローゲートを経てオーバーフロードレイン(OFD)に捨てられることになる。
【0046】
同図(2)に示すように、輝尽発光光が大光量であると想定される場合に設定されるOFG2のレベルは、フォトダイオードの容量が最大である画素の容量を、CCD電荷転送路の容量と同じかそれ以下にするレベルとされる。それにより、いかに大光量の輝尽発光光Rがフォトダイオードに入射しても、電荷転送路の容量以上の電荷がフォトダイオードに蓄積されることがないので、前述したような電荷溢れが生じることが確実に防止される。
【0047】
ただしこの場合、画像収録に有効な範囲は、同図(2)に▲2▼で示すようにフォトダイオードの容量が最小である画素の容量によって決まってしまうので、CCD電荷転送路の容量のうち、▲3▼で示す範囲はロスとなる。つまりこの場合は、輝尽発光光検出のダイナミックレンジがDR2と狭くなってしまう。CCDラインセンサ40a〜40cの出力をこのままA/D変換して使用すると、有効画像領域以外の信号を受けた画素の出力がばらつき、再生放射線画像においてスジムラのような異常画像となって現れる。この現象は、例えばA/D変換器の入力範囲の上限(例えば4V)にダイナミックレンジの上限を合わせ込み、それ以上の出力は上記4V等の上限にクリップしてしまうことで解消することができる。
【0048】
一方、同図(3)に示すように、輝尽発光光が特に大光量とは想定されない通常の場合に設定されるOFG1のレベルは、フォトダイオードの容量が最小である画素の容量が、画像収録に有効な範囲▲5▼の上限と揃うレベルとされる。それにより、CCD電荷転送路の容量全てが有効画像範囲の信号で利用されることになり、CCD容量のロスが無くなって輝尽発光光検出のダイナミックレンジがDR1と広く確保される。ただしこの場合も、同図▲6▼で示すようにCCD電荷転送路に収まり切れない電荷がフォトダイオードで発生した際には、電荷溢れが発生し得る。この現象を防止するためには、放射線画像情報記録読取装置におけるX線の最大曝射量をユーザーに制限させる案内、表示等をするのが望ましい。
【0049】
以上、オーバーフローゲートレベルを2通りのうちの一方に選択的に設定するようにした実施の形態について説明したが、レベル設定はこのような2段階に限られるものではなく、電荷溢れ防止と広いダイナミックレンジの確保との双方を考慮して、オーバーフローゲートレベルを3通り以上に段階的に設定するようにしても、あるいは連続的に変えるように設定しても構わない。
【0050】
また上記実施の形態では、撮影条件の一つであるX線管の電圧、管電流および曝射時間に基づいてオーバーフローゲートレベルを制御しているが、本発明ではその他の撮影条件や、さらには、蓄積性蛍光体シートからの放射線画像情報読取条件、読取りで得られた画像信号に対する画像処理条件等に基づいてオーバーフローゲートレベルを制御してもよい。
【0051】
例えば、その他の撮影条件として人体等の撮影部位が挙げられるが、側面撮影された画像においては素抜け部からの放射線のエネルギーレベルが通常極めて高いものとなっており、それに対して胸部正面撮影された画像においては素抜け部からの放射線のエネルギーレベルは上記と比べて弱くなっている。そこで、前者に対してはオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高くして電荷溢れを防止し、後者に対しては該印加電圧VOFG Lをより低く設定して広いダイナミックレンジを確保するようにすればよい。
【0052】
また、読取条件の一つである読取速度について考えると、CCDセンサに入射する輝尽発光光量は一般に、低速読取の場合の方が高速読取の場合より大である。そこで、前者に対してはオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFGLをより高くして電荷溢れを防止し、後者に対しては該印加電圧VOFG Lをより低く設定して広いダイナミックレンジを確保するようにすればよい。
【0053】
また、読取速度は一定としたまま、CCDセンサの電荷蓄積時間を変化させることがあるが、その際には、該CCDセンサのフォトダイオードで発生する電荷量は電荷蓄積時間が長い場合の方が短い場合より大である。そこで、前者に対してはオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高くして電荷溢れを防止し、後者に対しては該印加電圧VOFG Lをより低く設定して広いダイナミックレンジを確保するようにすればよい。
【0054】
さらに、撮影条件の一つとして蓄積性蛍光体シートの種別が挙げられるが、放射線感度の高い蓄積性蛍光体シートは低感度の蓄積性蛍光体シートと比べると、同じ放射線曝射量に対する輝尽発光光量がより大となっている。また、感度は一定でも輝尽発光の指向性の高い蓄積性蛍光体シートは、輝尽発光光の集光効率が高いことから、指向性の低い蓄積性蛍光体シートと比べると、同じ放射線曝射量に対する輝尽発光光量がより大となっている。そこで、このような高感度あるいは高指向性の蓄積性蛍光体シートに対してはオーバーフローゲートのローレベル印加電圧VOFG Lをより高くして電荷溢れを防止し、それらよりも低感度あるいは低指向性の蓄積性蛍光体シートに対しては該印加電圧VOFG Lをより低く設定して広いダイナミックレンジを確保するようにすればよい。
【0055】
また本発明においては、放射線画像撮影条件、輝尽発光光の読取条件、および読取画像信号に施される画像処理条件のうちの2つ以上の組合せに基づいてオーバーフローレベルを制御するようにしてもよい。
【0056】
さらに本発明は、上に説明した放射線画像情報記録読取装置のみならず、読取専用装置に対しても同様に適用可能であって、その場合にも前述した本発明の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による放射線画像情報記録読取装置を示す概略構成図
【図2】図1の放射線画像情報記録読取装置における制御の流れを示すフロー図
【図3】図1の放射線画像情報記録読取装置の一部を示す側面図
【図4】オーバーフローゲートの作用を説明する説明図
【図5】図1の放射線画像情報記録読取装置におけるオーバーフローゲートレベルの制御を説明する説明図
【符号の説明】
1 読取機制御部
2 システム制御部
3 X線管球制御部
4 CCD制御部
5 ヘッド制御部
6 LD制御部
7 画像処理部
8 撮影制御部
14 読取部
20 X線源
40a〜40c CCDラインセンサ
IP 蓄積性蛍光体シート
L 励起光
R 輝尽発光光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention irradiates a stimulable phosphor sheet on which radiographic image information is accumulated and recorded with excitation light, thereby photoelectrically reading the photostimulated luminescence emitted from the sheet and indicating the radiographic image information. In particular, the present invention relates to a radiation image information reading apparatus using a CCD sensor as a photodetector for detecting stimulated emission light.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a part of this radiation energy is accumulated when irradiated with radiation, and then, when irradiated with excitation light such as visible light or laser light, a stimulable phosphor (stimulated phosphor) that exhibits stimulated luminescence according to the accumulated radiation energy. Exhaustible phosphors) are known, and radiation image recording / reproducing systems using a stimulable phosphor sheet obtained by laminating this stimulable phosphor on a support have been widely put into practical use.
[0003]
This radiographic image recording / reproducing system accumulates and records radiographic image information of a subject on the stimulable phosphor sheet by irradiating the stimulable phosphor sheet with radiation that has passed through a subject such as a human body, and then a laser beam. The sheet is scanned two-dimensionally with excitation light such as to generate stimulated emission light from a portion irradiated with the excitation light, and the stimulated emission light is read by a photoelectric reading means to obtain an image signal indicating the radiographic image information. To get.
[0004]
The image signal obtained by this system is subjected to image processing such as gradation processing and frequency processing suitable for observation interpretation, and the radiological image carried by the system is reproduced and recorded on the film as a diagnostic visible image. Or used for display on a CRT image display device or the like.
[0005]
Here, in the radiographic image information reading apparatus used in the radiographic image recording / reproducing system described above, photoelectric reading means (photodetection) is used from the viewpoint of shortening the reading time of the photostimulated luminescence light, downsizing the apparatus, and reducing the cost. It has been proposed to apply a line sensor comprising a CCD as a device.
[0006]
By the way, in the CCD sensors such as the CCD line sensor and the CCD area sensor described above, the charge accumulation time is generally determined by a transfer gate for controlling the charge transfer from the photoelectric conversion unit constituted by a photodiode to the charge transfer path (CCD). A period of one line or one frame is determined. A CCD sensor having an electronic shutter function has a clear gate in addition to the transfer gate, and the charge accumulation time and the period of one line or one frame can be set separately by this clear gate.
[0007]
In addition, when an excessive amount of light is incident on the photoelectric conversion unit and an excessive charge exceeding the saturation charge is generated, an overflow gate is provided to prevent the charge from passing over the transfer gate and flowing into the charge transfer path. Is provided. Then, the electric charge exceeding the overflow gate is swept out to the overflow drain. FIG. 4 explains the concept of this overflow gate. In the figure, PD is one photoelectric conversion unit (pixel) made of a photodiode, TG is a transfer gate, OFG is an overflow gate, CCD is a charge transfer path, and OFD is an overflow drain, (1), (2 (3) and (3) respectively show the states at the time of charge accumulation, charge read-out, and overflow. Since the overflow function can be performed by setting the potential of the clear gate low level higher than the transfer gate low level, the clear gate may also serve as the overflow gate.
[0008]
In the above configuration, when the charge storage capacity of the photodiode that is the photoelectric conversion unit exceeds the charge storage capacity of the charge transfer path formed by the CCD, excessive light is incident on the photoelectric conversion unit of a certain pixel and a large amount of charge is generated. When generated, a large amount of charge that could not be swept out to the overflow drain flows into the charge transfer path. If these charges exceed the storage capacity of the charge transfer path, the charges flow to another photoelectric conversion unit or transfer unit pixel. In this case, the charge spreads to pixels other than the pixels where excessive light is incident, and appropriate information held by these pixels is also destroyed.
[0009]
In order to prevent the above problems, the charge storage capacity of the photoelectric conversion unit is preferably smaller than the charge storage capacity of the charge transfer path. However, in the above-described radiographic image information reading apparatus, it is necessary to efficiently detect weak stimulated emission light, and for this purpose, a CCD sensor having a large photoelectric conversion area is used. Therefore, generally, the charge storage capacity of the photoelectric conversion unit becomes larger than the charge storage capacity of the charge transfer path, and the above problem occurs.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-228561 discloses a technique in which an apparatus that reads an original image by irradiating an original with illumination light reduces the amount of illumination light again and rereads the pixel in which overflow has occurred. However, since reading of radiation image information is so-called destructive reading, it is impossible to read it again.
[0011]
Therefore, in reading radiographic image information, the maximum light amount incident on the CCD sensor is assumed in advance, and when the light amount exceeding that is incident, the low level of the overflow gate is set so that all excess charges are swept out to the overflow drain. It is also possible to set. However, in reading a document image, which is premised on the technique of
[0012]
Considering such circumstances, the low level applied voltage V of the overflow gate shown in (2) of FIG. OFG L Is set to be higher (that is, from +4.5 V to +6.0 V in the example in the figure), and the amount of charge flowing in the charge transfer path can be suppressed to be always smaller than the capacity of the transfer path. However, if this is done, the variation in the saturation charge of the photodiode in the photoelectric conversion section becomes significant, and the output saturation characteristics under the amount of stimulated emission necessary for image formation are governed by the variation in the saturation charge of the photodiode. As a result, the dynamic range of the output becomes narrow and it becomes impossible to reproduce a high-quality radiographic image.
[0013]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses radiographic image information capable of preventing charge overflow in the charge transfer path after using a CCD sensor as a photodetector for detecting stimulated emission light. An object is to provide a reader.
[0014]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-1101540
[0015]
[Patent Document 2]
JP-A-8-130608
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The radiological image information reading apparatus according to the present invention, as described above,
Radiation image information for obtaining an image signal indicating the radiation image information by irradiating the stimulable phosphor sheet on which radiation image information is accumulated and recorded with excitation light and detecting the stimulated emission light emitted from the sheet with a CCD sensor In the reading device,
The overflow level of the CCD sensor is based on at least one of a radiographic image capturing condition on the stimulable phosphor sheet, a reading condition of the stimulating light, and an image processing condition applied to the image signal. And a control means for controlling.
[0017]
More specifically, the control means generally makes the overflow level deeper as the above-mentioned conditions are the conditions that the charge accumulation amount in the CCD sensor is larger (the low level applied voltage V of the overflow gate). OFG L To be higher).
[0018]
【The invention's effect】
As described above with reference to (2) of FIG. 4, the low level applied voltage V of the overflow gate of the CCD sensor. OFG L If the value is made higher and the overflow level is made deeper, the amount of charge flowing in the charge transfer path can be reduced. On the contrary, if the overflow level is made shallower, the dynamic range of the output of the CCD sensor can be widened.
[0019]
On the other hand, if the radiographic image capturing conditions on the stimulable phosphor sheet, the reading conditions of the stimulated emission light, and the image processing conditions to be applied to the image signal are known, the stimulable phosphor sheet to be read is free of radiation. To know whether or not there is a possibility of generating a particularly large amount of stimulated emission light by including a part, that is, whether or not there is a possibility of causing the above-described charge overflow in the CCD sensor. Can do.
[0020]
Therefore, if the storage phosphor sheet to be read has a possibility of generating a large amount of photostimulated luminescence, by setting the overflow level deeper, the dynamic range may be sacrificed to some extent. The occurrence of overflow can be reliably prevented. On the other hand, if the storage phosphor sheet to be read is not particularly likely to generate a large amount of photostimulated luminescent light, a wider dynamic range should be secured by setting the overflow level shallower. Is possible.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a radiographic image information recording / reading apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an overflow level control performed for a CCD sensor in the radiographic image information recording / reading apparatus. It shows the flow.
[0023]
This radiographic image information recording / reading apparatus includes a
[0024]
First, the radiation image information recording / reading apparatus
[0025]
The radiation
[0026]
A laser diode array 32 that emits excitation light L in a linear shape is disposed on the upper portion of the
[0027]
Further, on the lower part of the
[0028]
Each of the
[0029]
The erasing
[0030]
Behind the
[0031]
Hereinafter, basic operations and effects of the radiation image information recording / reading apparatus
[0032]
Next, the
[0033]
When the
[0034]
When the
[0035]
The analog read image signals output from the
[0036]
In the
[0037]
Further, the CCD control unit 4 of the
[0038]
On the other hand, the
[0039]
Next, the control by the
[0040]
The
[0041]
In step P2, the
[0042]
The
[0043]
When the
[0044]
Next, the setting of the overflow gate level will be described in detail with reference to FIG. (1) in the figure shows the low level applied voltage V of the overflow gate. OFG L And the relationship between the saturation voltages of several photodiodes constituting each charge storage section (pixel) of the
[0045]
Here, the low level applied voltage V of the overflow gate is applied to the
[0046]
As shown in FIG. 2 (2), the level of OFG2 set when the stimulated emission light is assumed to be a large amount of light is determined by the capacitance of the pixel having the maximum photodiode capacitance, the CCD charge transfer path. The level is set to be equal to or less than the capacity. As a result, no matter how large the amount of stimulated emission light R is incident on the photodiode, the charge exceeding the capacity of the charge transfer path will not be accumulated in the photodiode, resulting in the charge overflow as described above. Is reliably prevented.
[0047]
However, in this case, the effective range for image recording is determined by the capacity of the pixel having the smallest photodiode capacity as indicated by (2) in FIG. , {Circle over (3)} is a loss. That is, in this case, the dynamic range for detecting the stimulated emission light is as narrow as DR2. If the outputs of the
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 3 (3), the level of OFG1 that is set in the normal case where the stimulated emission light is not assumed to be particularly large is the capacitance of the pixel with the smallest photodiode capacitance. The level is aligned with the upper limit of the range (5) effective for recording. As a result, the entire capacity of the CCD charge transfer path is used for the signal in the effective image range, and the loss of the CCD capacity is eliminated, so that the dynamic range of the detection of the stimulated emission light is widely secured as DR1. In this case, however, as shown in (6) in the figure, when a charge that does not fit in the CCD charge transfer path is generated in the photodiode, a charge overflow may occur. In order to prevent this phenomenon, it is desirable to provide guidance, display, or the like that restricts the maximum exposure amount of X-rays to the user in the radiation image information recording / reading apparatus.
[0049]
As described above, the embodiment in which the overflow gate level is selectively set to one of the two types has been described. However, the level setting is not limited to such two steps, and charge overflow prevention and wide dynamics are possible. In consideration of both securing the range, the overflow gate level may be set stepwise to three or more, or may be set to change continuously.
[0050]
In the above embodiment, the overflow gate level is controlled based on the X-ray tube voltage, tube current, and exposure time, which is one of the imaging conditions. However, in the present invention, other imaging conditions, The overflow gate level may be controlled based on the radiation image information reading condition from the stimulable phosphor sheet, the image processing condition for the image signal obtained by the reading, and the like.
[0051]
For example, other imaging conditions include a body part such as a human body, but in a side-shot image, the energy level of radiation from the unexposed part is usually extremely high, and on the other hand, the chest is taken in front In the obtained image, the energy level of radiation from the unexposed portion is weaker than the above. Therefore, for the former, the low level applied voltage V of the overflow gate OFG L To prevent charge overflow, and for the latter, the applied voltage V OFG L Can be set lower to ensure a wide dynamic range.
[0052]
Considering the reading speed which is one of the reading conditions, the amount of stimulated emission light incident on the CCD sensor is generally larger in the low-speed reading than in the high-speed reading. Therefore, for the former, the low level applied voltage V of the overflow gate OFGL To prevent charge overflow, and for the latter, the applied voltage V OFG L Can be set lower to ensure a wide dynamic range.
[0053]
In addition, the charge accumulation time of the CCD sensor may be changed while the reading speed is kept constant. In this case, the amount of charge generated by the photodiode of the CCD sensor is longer when the charge accumulation time is longer. Greater than the short case. Therefore, for the former, the low level applied voltage V of the overflow gate OFG L To prevent charge overflow, and for the latter, the applied voltage V OFG L Can be set lower to ensure a wide dynamic range.
[0054]
Furthermore, one of the imaging conditions is the type of stimulable phosphor sheet, but the stimulable phosphor sheet with high radiation sensitivity has the same level of radiation exposure as the less sensitive stimulable phosphor sheet. The amount of emitted light is larger. In addition, the stimulable phosphor sheet with high stimuli emission directivity even though the sensitivity is constant has a high concentration efficiency of the stimulated emission light, and therefore the same radiation exposure as compared with the stimulable phosphor sheet with low directivity. The amount of stimulated light emission with respect to the amount of radiation is greater. Therefore, for such a highly sensitive or highly directional storage phosphor sheet, a low level applied voltage V of the overflow gate V OFG L To prevent charge overflow, and for the storage phosphor sheet having lower sensitivity or lower directivity than the applied voltage V OFG L Can be set lower to ensure a wide dynamic range.
[0055]
In the present invention, the overflow level may be controlled based on a combination of two or more of the radiographic image capturing conditions, the photostimulated emission light reading conditions, and the image processing conditions applied to the read image signal. Good.
[0056]
Furthermore, the present invention can be applied not only to the radiographic image information recording / reading apparatus described above but also to a read-only apparatus, and in that case, the above-described effects of the present invention can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a radiographic image information recording / reading apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow in the radiographic image information recording / reading apparatus of FIG. 1;
3 is a side view showing a part of the radiation image information recording / reading apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the action of an overflow gate.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the control of the overflow gate level in the radiographic image information recording / reading apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Reader control unit
2 System controller
3 X-ray tube control unit
4 CCD controller
5 Head controller
6 LD controller
7 Image processing section
8 Shooting control unit
14 Reading unit
20 X-ray source
40a-40c CCD line sensor
IP storage phosphor sheet
L Excitation light
R photostimulated light
Claims (2)
前記CCDセンサのオーバーフローレベルを、前記蓄積性蛍光体シートへの放射線画像撮影条件、前記輝尽発光光の読取条件、および前記画像信号に施される画像処理条件のうちの少なくとも1つの条件に基づいて制御する制御手段を備えたことを特徴とする放射線画像情報読取装置。Radiation image information for obtaining an image signal indicating the radiation image information by irradiating the stimulable phosphor sheet on which radiation image information is accumulated and recorded with excitation light and detecting the stimulated emission light emitted from the sheet with a CCD sensor In the reading device,
The overflow level of the CCD sensor is based on at least one of a radiographic image capturing condition on the stimulable phosphor sheet, a reading condition of the stimulating light, and an image processing condition applied to the image signal. A radiation image information reading apparatus comprising a control means for controlling the radiation image information.
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