JP2004177490A - 放射線画像読取装置および放射線像変換パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線像読取装置および放射線像変換パネルにおいて、輝尽発光光が検出される光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる。
【解決手段】励起光Ｌｅの照射を受けて放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を、結像レンズ３１、結像レンズ３１とラインセンサ３２との間の輝尽発光光の光路中に配置された、輝尽発光光を透過させ励起光を遮断する励起光カットフィルタ３３、および輝尽発光光を透過させ励起光Ｌｅより長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタ４０を通して、シリコンを主成分とするフォトダイオードからなるラインセンサ３２上に結像させて受光し光電変換して画像信号を得、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を読み取る。
【選択図】 図１
【解決手段】励起光Ｌｅの照射を受けて放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を、結像レンズ３１、結像レンズ３１とラインセンサ３２との間の輝尽発光光の光路中に配置された、輝尽発光光を透過させ励起光を遮断する励起光カットフィルタ３３、および輝尽発光光を透過させ励起光Ｌｅより長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタ４０を通して、シリコンを主成分とするフォトダイオードからなるラインセンサ３２上に結像させて受光し光電変換して画像信号を得、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を読み取る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線像読取装置および放射線像変換パネルに関し、詳しくは、励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を受光素子で受光する放射線像読取装置、およびそれに使用する放射線像変換パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｘ線等の放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光を照射すると、この励起光の波長より短い波長を有する輝尽発光を上記蓄積された放射線エネルギに応じて示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線像を蓄積性蛍光体層に一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体層にレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、この輝尽発光光を光電的に検出して被写体の放射線像を示す画像信号を取得する放射線画像記録装置および放射線画像読取装置等からなる放射線画像記録再生システムがＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）としてが知られている。
【０００３】
上記放射線画像読取装置には、半導体レーザから射出された赤色の励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を、この輝尽発光光を透過させ上記励起光を遮断する励起光カットフィルタを通して光電子増倍管で検出し、上記放射線像変換パネルに記録されている放射線像を示す放射線画像信号を取得するものが知られている。
【０００４】
上記半導体レーザから射出される赤色の励起光は、励起光カットフィルタで遮断されるが、励起光の他に半導体レーザから射出されるこの励起光より長波長側の光成分は励起光カットフィルタを透過する。しかしながら、光電子増倍管は赤色より長波長側の光に対して大幅に感度が低下するので、励起光より短い波長を持つ輝尽発光光を光電子増倍管で検出する際に、上記赤色より長波長側の光成分が検出されることはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放射線画像読取装置への小型化の要請に伴い、放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を多数のＣＣＤ素子からなるラインセンサ上に結像させ、このＣＣＤ素子によって、上記放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光を受光し光電変換して放射線像変換パネルに記録されている放射線像を示す画像信号を取得する装置が検討されている。
【０００６】
ＣＣＤ素子は励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有するダイオードからなる受光素子であって、可視光の波長範囲のみならず赤色より長波長側の光に対しても感度を有し、上記のように半導体レーザから射出された赤色光より長波長側の光が、上記励起光カットフィルタを透過してＣＣＤ素子で検出され、この長波長側の光成分を示す信号が画像信号にノイズとして混入するという問題がある。さらに、発明者の解析により、励起光より長波長側の光成分は、以下の要因により発生することがわかっており、これらの光成分も上記と同様にＣＣＤ素子で検出されて画像信号にノイズとして混入する。
【０００７】
励起光より長波長側の光成分の分類：
▲１▼励起光とともに励起光光源から発生する光成分。
【０００８】
▲２▼励起光の照射を受けた放射線像変換パネルから発せられる、主に蛍光からなるものと考えられる光成分。
【０００９】
▲３▼励起光の照射を受けた集光レンズから発せられる、主に蛍光からなるものと考えられる光成分。
【００１０】
▲４▼励起光の照射を受けた放射線像変換パネルや集光レンズに付着している異物からの発せられる、主に蛍光からなるものと考えられる光成分。
【００１１】
ここで、上記▲２▼および▲３▼における光成分は、数ミリレントゲンの放射線が爆射された放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光の光強度に相当し、上記▲４▼における光成分は、数十ミリレントゲンの放射線が爆射された放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光の光強度に相当する。したがって、上記励起光より長波長側の光成分の強度を１／１００以下、より好ましくは１／１０００以下に減衰させることが望まれる。また、上記励起光より長波長側の光成分の主要な部分は波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の範囲に含まれることもわかっている。
【００１２】
この問題は、ＣＣＤ素子で輝尽発光光の検出を行なう場合に限らず、励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有する受光素子で輝尽発光光を検出する場合に一般的に生じる問題である。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、輝尽発光光の検出光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を低減することができる放射線像読取装置および放射線像変換パネルを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線像読取装置は、励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を集光させる集光光学系と、この集光光学系によって集光された輝尽発光光を受光し光電変換する励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有する受光素子と、放射線像変換パネルと受光素子との間の輝尽発光光の光路中に配置された、この輝尽発光光を透過させ励起光を遮断する励起光カットフィルタとを備え、放射線像変換パネルに記録された放射線像を読み取る放射線像読取装置において、放射線像変換パネルと受光素子との間の輝尽発光光の光路中に、輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
前記長波長光カットフィルタは、集光光学系と受光素子との間に配置されていることが好ましい。
【００１６】
前記長波長光カットフィルタは、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下、より好ましくは１／１０００以下に減衰させるものとすることができる。また、この長波長光カットフィルタは、輝尽発光光を７０％以上の透過率で透過させるものであることが好ましい。
【００１７】
前記放射線像読取装置は、受光素子によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、長波長光カットフィルタを透過した、励起光より長波長側の光成分を示す信号を前記画像信号から差し引いてこの画像信号を補正する補正手段を備えることができる。なお、この補正は、励起光より長波長側の光成分を示す信号を画像信号から完全に差し引く場合に限らず、励起光より長波長側の光成分を示す信号の一部分を画像信号から差し引く場合を含むものを意味する。
【００１８】
なお、前記長波長光カットフィルタは、例えば、励起光より長波長側の光成分を吸収または反射する部材を配置したり、集光光学系の入射面や射出面に上記光成分を反射する光学コートを施したり、集光光学系の部材として上記光成分を吸収する材料を用いたり、励起光カットフィルタの入射面や射出面に上記光成分を反射する光学コートを施したり、励起光カットフィルタに上記励起光より長波長側の光成分をも吸収する部材を用い、この励起光カットフィルタが上記長波長光カットフィルタを兼用するものとしたり、受光素子の入射面に上記光成分を反射する光学コートを施したり、あるいは受光素子の入射面の窓部材として上記光成分を吸収する材料を用いたりすることができる。
【００１９】
本発明の放射線像変換パネルは、励起光の照射を受けて輝尽発光光を発生する放射線像変換パネルであって、該放射線像変換パネルにおける、この放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光が検出される側に、励起光および輝尽発光光を透過させこの励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタが配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】
前記長波長光カットフィルタは、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下、より好ましくは１／１０００以下に減衰させるものとすることができる。また、この長波長光カットフィルタは、輝尽発光光を７０％以上の透過率で透過させるものであることが好ましい。
【００２１】
前記「励起光より長波長側の光成分」とは、励起光が示す光強度のスペクトル分布に関し、この励起光が示すピーク強度の波長より長波長側において上記ピーク強度の１／１００の強度となる波長より長波長側、かつ、前記受光素子が感度を有する波長範囲内の光成分を意味するものである。
【００２２】
前記「励起光より長波長側の光成分を減衰させる」とは、光成分の一部分を減衰させる場合であってもよいが、励起光より長波長側の光成分を実質的に問題のない程度まで減衰させることが好ましい。上記光成分を吸収して減衰させたり、この光成分を反射して減衰させたりあるいはこれらの方式と異なる方式でこの光成分を減衰させるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の放射線像読取装置は、放射線像変換パネルと受光素子との間の輝尽発光光の光路中に、この輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタを備ているので、輝尽発光光が検出される光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させることができ、放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像信号に混入するノイズを低減することができる。
【００２４】
なお、長波長光カットフィルタを、集光光学系と受光素子との間に配置されているものとすれば、集光光学系から発せられた、励起光より長波長側の光成分の強度をも減衰させることができる。
【００２５】
また、長波長光カットフィルタを、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下に減衰させるものとすれば、励起光より長波長側の光成分中の主要部分を減衰させることができる。
【００２６】
ここで、放射線像読取装置を、受光素子によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、長波長光カットフィルタを透過した励起光より長波長側の光成分を示す信号を上記画像信号から差し引いてこの画像信号を補正する補正手段を備えたものとすれば、上記長波長側の光成分を示す信号である画像信号に含まれるオフセット成分を除くことができ、より正確なリニアリティで上記放射線像の濃淡を表す画像信号を取得することができる。
【００２７】
本発明の放射線像変換パネルは、励起光の照射を受けて輝尽発光光を発生する放射線像変換パネルであって、該放射線像変換パネルにおける、この放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光が検出される側に、励起光および輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタが配置されているので、輝尽発光光が検出される光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させることができ、放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像信号に混入するノイズを低減することができる。
【００２８】
また、長波長光カットフィルタを、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下に減衰させるものとすれば、励起光より長波長側の光成分中の主要部分を減衰させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す図、図２は検出部および励起光照射部の概略構成を側面から示す拡大図、図３は長波長光カットフィルタの励起光より長波長側の光成分を減衰させる特性を示す図、図４は長波長光カットフィルタを配置する場合の様々な態様を示す側面図、図５は長波長光カットフィルタを放射線像変換パネルに配置した態様を示す側面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態による放射線像読取装置１００は、放射線像変換パネル１０に対して主走査方向（図中矢印Ｘ方向、以後、主走査Ｘ方向という）に延びる線状の励起光Ｌｅ（波長６６０ｎｍ）を照射する励起光照射部２０と、この線状の励起光Ｌｅの照射を受けて放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を集光させる集光光学系である結像レンズ３１と、結像レンズ３１によって結像された輝尽発光光を受光し光電変換するシリコンを主成分とするフォトダイオードからなる受光素子であるラインセンサ３２と、放射線像変換パネル１０とラインセンサ３２との間の輝尽発光光の光路中に配置された、この輝尽発光光を透過させ励起光Ｌｅを遮断する励起光カットフィルタ３３と、放射線像変換パネル１０とラインセンサ３２との間の輝尽発光光の光路中に、この輝尽発光光を透過させ励起光Ｌｅより長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタ４０と、ラインセンサ３２によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、長波長光カットフィルタ４０を透過した、励起光Ｌｅより長波長側の光成分を示す信号を上記画像信号から差し引いてこの画像信号を補正する補正手段である画像信号補正手段６０とを備え、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を読み取るものである。
【００３１】
ここで、結像レンズ３１、ラインセンサ３２、励起光カットフィルタ３３、および長波長光カットフィルタ４０が検出部３０を構成している。
【００３２】
励起光照射部２０は、励起光Ｌｅを射出するブロードエリアレーザ２１、ブロードエリアレーザ２１から射出された励起光Ｌｅを後述する反射ミラーを介して放射線像変換パネル１０上の主走査Ｘ方向に線状に集光させるトーリックレンズ等からなる集光光学系２２、および上記励起光Ｌｅを光路の途中で反射させて光路を放射線像変換パネル１０に向かう方向に変更させる反射ミラー２３等によって構成されており、線状の励起光Ｌｅを放射線像変換パネル１０上に照射する。
【００３３】
ラインセンサ３２は、主走査Ｘ方向に並べられた多数のＣＣＤ素子からなる。
【００３４】
結像レンズ３１は、例えば、主走査Ｘ方向に並べられた多数の屈折率分布型レンズからなり、励起光Ｌｅが照射された放射線像変換パネル１０上の線状領域Ｓの正立等倍像をラインセンサ３２上に結像させる。
【００３５】
長波長光カットフィルタ４０は、図３に示すように、励起光Ｌｅが示す光強度のスペクトル分布Ｐに関し、この励起光が示すピーク強度の波長より長波長側において上記ピーク強度の１／１００の強度となる波長λ１より長波長側、かつＣＣＤ素子の長波長側の検出感度の限界である波長１１００ｎｍ以下（図３中のＷで示される範囲）の光成分を減衰させる特性を有し、この範囲Ｗの全部の波長領域または１部分の波長領域（例えば１００ｎｍ幅の波長領域）の光成分の一部分を減衰させるものであり、この長波長光カットフィルタ４０は、結像レンズ３１とラインセンサ３２との間に配置されている。例えば、この長波長光カットフィルタ４０を、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下（図３中のＶで示される範囲）の光の強度を１／１００以下に減衰させるものとしてもよい。
【００３６】
ラインセンサ３２で光電変換された画像信号を表すアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６１によってアナログ信号からデジタル信号に変換された後、画像バッファ６２に記憶される。
【００３７】
画像信号補正手段６０は、上記デジタル信号に変換された画像信号を一時記憶しておく画像バッファ６２から入力した画像信号を記憶する画像メモリ６３、画像バッファ６２から入力した画像信号を、この画像信号の値に応じた、励起光Ｌｅより長波長側の光成分を示す信号の予測値である長波長側光成分信号を生成する長波長側光成分発生部６４、および画像メモリ６３から画像信号を入力すると共に長波長側光成分発生部６４から上記長波長側光成分信号を入力して、この長波長側光成分信号を画像信号から差し引いて画像信号を補正した補正済画像信号を取得する補正演算部６５を備えている。
【００３８】
また、検出部３０および励起光照射部２０は一体化されており、搬送手段（図示は省略）によって上記主走査Ｘ方向と交わる副走査方向（図中矢印Ｙ方向、以後、副走査Ｙ方向という）に搬送される。
【００３９】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。
【００４０】
励起光照射部２０から射出された励起光Ｌｅは放射線像変換パネル１０上の主走査Ｘ方向に延びる線状領域Ｓに集光される。この線状の励起光Ｌｅの照射によって線状領域Ｓから発生した輝尽発光光は、結像レンズ３１、励起光カットフィルタ３３、および長波長光カットフィルタ４０を通してラインセンサ３２上に結像され受光されて光電変換された後、電気的な画像信号として出力される。上記励起光Ｌｅの照射と輝尽発光光の検出を実行しながら、一体化された励起光照射部２０と検出部３０とが搬送手段によって副走査Ｙ方向へ搬送され、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を表す画像信号がラインセンサ３２から出力される。
【００４１】
ラインセンサ３２から出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器６１によってアナログ信号からデジタル信号に変換され画像バッファ６２に一旦記憶される。画像メモリ６３は画像バッファ６２から画像信号を入力し記憶する。長波長側光成分発生部６４は、画像バッファ６２から画像信号を入力し、この画像信号の値に応じた長波長側光成分信号を生成する。補正演算部６５は、画像メモリ６３から画像信号を、および長波長側光成分発生部６４から長波長側光成分信号を入力し、画像信号から長波長側光成分信号を差し引いて補正済画像信号を取得し、これにより、放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像信号が補正される。
【００４２】
なお、長波長側光成分発生部６４が生成する画像バッファ６２から入力した画像信号の値に応じた長波長側光成分信号は、例えば、励起光の強度とこの励起光の照射により各部位から発生し検出される励起光より長波長側の光成分の強度との関係を示すテーブルを、予めこの長波長側光成分発生部６４中に記憶させておくことによりこの長波長側光成分発生部６４が上記長波長側光成分信号を生成するようにすることができる。
【００４３】
ここで、長波長光カットフィルタ４０の材料として、色ガラスフィルター：Ｃ５００（ＨＯＹＡ株式会社製）等を使用することができる。
【００４４】
図４（ａ）から（ｃ）に長波長光カットフィルタを配置する場合の様々な態様示す。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、長波長光カットフィルタ４０Ａを、結像レンズ３１と放射線像変換パネル１０との間に配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、図４（ｂ）に示すように、長波長光カットフィルタを多層膜４０Ｂとし、輝尽発光光が受光される光路中の光学部材のいずれかの表面にこの多層膜４０Ｂを形成するようにしてもよい。長波長光カットフィルタを多層膜とした場合には、この長波長光カットフィルタを他の光学部材と一体化することができるとともに、その長波長光カットフィルタの厚さを極めて薄くすることができるので、この長波長光カットフィルタを配置することによる装置サイズの増大を抑制することができる。
【００４７】
また、図４（ｃ）に示すように、励起光より長波長側の光成分を吸収する平板上に、さらにこの光成分を吸収する多層膜を形成した長波長光カットフィルタ４０Ｃを、励起光カットフィルタ３３の表面に配置し、長波長光カットフィルタ４０Ｃと励起光カットフィルタ３３を一体化するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、図４（ｄ）に示すように、長波長光カットフィルタを兼用する励起光カットフィルタ３３Ａを備えるようにしてもよい。
【００４９】
ここで、図５に示すように、上記長波長光カットフィルタを放射線画像読取装置に配置する替わりに、放射線像変換パネル１０Ａにおける、この放射線像変換パネル１０Ａから発生する輝尽発光光が検出される側に、励起光および輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタ１１を配置した放射線像変換パネル１０Ａを使用するようにしてもよい。この場合、長波長光カットフィルタが放射線像変換パネルの保護層を兼ねるようにしてもよい。
【００５０】
なお、上記実施の形態においては受光素子としてＣＣＤ素子を用いる例を示したが、受光素子としては、励起光の波長よりも長波長の光、すなわち、励起光の波長よりも長い波長を持つ光に対して感度を有するダイオードを用いて受光するものであれば、すなわち励起光より長波長側に感度を有するものであればどのような素子を受光素子として採用したものであっても上記と同様の効果を得ることができる。より具体的には、上記ＣＣＤ型固体撮像素子の他に、ＣＭＯＳ型固体撮像素子やＶＭＩＳ型固体撮像素子等からなる受光素子を上記実施の形態に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、本発明の長波長光カットフィルタは、上記のような、線状の励起光の照射により放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光をラインセンサで検出するいわゆるラインビーム方式を採用した装置に適用する場合に限らず、ポリゴンスキャナ等により主走査方向へ点状の励起光を走査する走査部と、この励起光の走査を受けて放射線像変換パネルから時系列的に発生した輝尽発光光を集光する集光ガイドと、この集光ガイドによって集光された輝尽発光光を受光し光電変換する、励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有するダイオードを用いた受光素子とを備え、放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出するいわゆるポイントスキャン方式を採用した装置等にも適用することができる。
【００５２】
また、上記実施の形態とは異なった励起光照射部を有するラインビーム方式の装置としては、例えば、図６に示すように、励起光Ｌｅを射出する複数の半導体レーザが主走査方向に並べられた励起光光源２１Ａと、この励起光光源２１Ａから射出された励起光Ｌｅを放射線像変換パネル１０Ａ上の線状領域Ｓに集光させる主走査Ｘ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる集光光学系２２Ａ等とからなる励起光照射部２０Ａを有する装置を挙げることができ、このような装置に対しても、本発明の長波長光カットフィルタを適用することができる。
【００５３】
なお、励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有するダイオードを用いて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を受光する受光素子としては、ＧａＡｓＰフォトダイオードを利用したものや、ＣＣＤの内部にＧａＡｓＰ センサを配置したハイブリッドＣＣＤを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す図
【図２】検出部および励起光照射部の概略構成を側面から示す拡大図
【図３】長波長光カットフィルタの励起光より長波長側の光成分を減衰させる特性を示す図
【図４】長波長光カットフィルタを配置する場合の様々な態様を示す側面図
【図５】長波長光カットフィルタを放射線像変換パネルに配置した態様を示す側面図
【図６】励起光を射出する複数の半導体レーザが主走査Ｘ方向に並べられた励起光光源を有する励起光照射部を示す側面図
【符号の説明】
１０ 放射線像変換パネル
２０ 励起光照射部
３０ 検出部
３１ 結像レンズ
３２ ラインセンサ
３３ 励起光カットフィルタ
４０ 長波長光カットフィルタ
６０ 画像信号補正手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線像読取装置および放射線像変換パネルに関し、詳しくは、励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を受光素子で受光する放射線像読取装置、およびそれに使用する放射線像変換パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｘ線等の放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光を照射すると、この励起光の波長より短い波長を有する輝尽発光を上記蓄積された放射線エネルギに応じて示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線像を蓄積性蛍光体層に一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体層にレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、この輝尽発光光を光電的に検出して被写体の放射線像を示す画像信号を取得する放射線画像記録装置および放射線画像読取装置等からなる放射線画像記録再生システムがＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）としてが知られている。
【０００３】
上記放射線画像読取装置には、半導体レーザから射出された赤色の励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を、この輝尽発光光を透過させ上記励起光を遮断する励起光カットフィルタを通して光電子増倍管で検出し、上記放射線像変換パネルに記録されている放射線像を示す放射線画像信号を取得するものが知られている。
【０００４】
上記半導体レーザから射出される赤色の励起光は、励起光カットフィルタで遮断されるが、励起光の他に半導体レーザから射出されるこの励起光より長波長側の光成分は励起光カットフィルタを透過する。しかしながら、光電子増倍管は赤色より長波長側の光に対して大幅に感度が低下するので、励起光より短い波長を持つ輝尽発光光を光電子増倍管で検出する際に、上記赤色より長波長側の光成分が検出されることはない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放射線画像読取装置への小型化の要請に伴い、放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を多数のＣＣＤ素子からなるラインセンサ上に結像させ、このＣＣＤ素子によって、上記放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光を受光し光電変換して放射線像変換パネルに記録されている放射線像を示す画像信号を取得する装置が検討されている。
【０００６】
ＣＣＤ素子は励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有するダイオードからなる受光素子であって、可視光の波長範囲のみならず赤色より長波長側の光に対しても感度を有し、上記のように半導体レーザから射出された赤色光より長波長側の光が、上記励起光カットフィルタを透過してＣＣＤ素子で検出され、この長波長側の光成分を示す信号が画像信号にノイズとして混入するという問題がある。さらに、発明者の解析により、励起光より長波長側の光成分は、以下の要因により発生することがわかっており、これらの光成分も上記と同様にＣＣＤ素子で検出されて画像信号にノイズとして混入する。
【０００７】
励起光より長波長側の光成分の分類：
▲１▼励起光とともに励起光光源から発生する光成分。
【０００８】
▲２▼励起光の照射を受けた放射線像変換パネルから発せられる、主に蛍光からなるものと考えられる光成分。
【０００９】
▲３▼励起光の照射を受けた集光レンズから発せられる、主に蛍光からなるものと考えられる光成分。
【００１０】
▲４▼励起光の照射を受けた放射線像変換パネルや集光レンズに付着している異物からの発せられる、主に蛍光からなるものと考えられる光成分。
【００１１】
ここで、上記▲２▼および▲３▼における光成分は、数ミリレントゲンの放射線が爆射された放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光の光強度に相当し、上記▲４▼における光成分は、数十ミリレントゲンの放射線が爆射された放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光の光強度に相当する。したがって、上記励起光より長波長側の光成分の強度を１／１００以下、より好ましくは１／１０００以下に減衰させることが望まれる。また、上記励起光より長波長側の光成分の主要な部分は波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の範囲に含まれることもわかっている。
【００１２】
この問題は、ＣＣＤ素子で輝尽発光光の検出を行なう場合に限らず、励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有する受光素子で輝尽発光光を検出する場合に一般的に生じる問題である。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、輝尽発光光の検出光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を低減することができる放射線像読取装置および放射線像変換パネルを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線像読取装置は、励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を集光させる集光光学系と、この集光光学系によって集光された輝尽発光光を受光し光電変換する励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有する受光素子と、放射線像変換パネルと受光素子との間の輝尽発光光の光路中に配置された、この輝尽発光光を透過させ励起光を遮断する励起光カットフィルタとを備え、放射線像変換パネルに記録された放射線像を読み取る放射線像読取装置において、放射線像変換パネルと受光素子との間の輝尽発光光の光路中に、輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
前記長波長光カットフィルタは、集光光学系と受光素子との間に配置されていることが好ましい。
【００１６】
前記長波長光カットフィルタは、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下、より好ましくは１／１０００以下に減衰させるものとすることができる。また、この長波長光カットフィルタは、輝尽発光光を７０％以上の透過率で透過させるものであることが好ましい。
【００１７】
前記放射線像読取装置は、受光素子によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、長波長光カットフィルタを透過した、励起光より長波長側の光成分を示す信号を前記画像信号から差し引いてこの画像信号を補正する補正手段を備えることができる。なお、この補正は、励起光より長波長側の光成分を示す信号を画像信号から完全に差し引く場合に限らず、励起光より長波長側の光成分を示す信号の一部分を画像信号から差し引く場合を含むものを意味する。
【００１８】
なお、前記長波長光カットフィルタは、例えば、励起光より長波長側の光成分を吸収または反射する部材を配置したり、集光光学系の入射面や射出面に上記光成分を反射する光学コートを施したり、集光光学系の部材として上記光成分を吸収する材料を用いたり、励起光カットフィルタの入射面や射出面に上記光成分を反射する光学コートを施したり、励起光カットフィルタに上記励起光より長波長側の光成分をも吸収する部材を用い、この励起光カットフィルタが上記長波長光カットフィルタを兼用するものとしたり、受光素子の入射面に上記光成分を反射する光学コートを施したり、あるいは受光素子の入射面の窓部材として上記光成分を吸収する材料を用いたりすることができる。
【００１９】
本発明の放射線像変換パネルは、励起光の照射を受けて輝尽発光光を発生する放射線像変換パネルであって、該放射線像変換パネルにおける、この放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光が検出される側に、励起光および輝尽発光光を透過させこの励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタが配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】
前記長波長光カットフィルタは、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下、より好ましくは１／１０００以下に減衰させるものとすることができる。また、この長波長光カットフィルタは、輝尽発光光を７０％以上の透過率で透過させるものであることが好ましい。
【００２１】
前記「励起光より長波長側の光成分」とは、励起光が示す光強度のスペクトル分布に関し、この励起光が示すピーク強度の波長より長波長側において上記ピーク強度の１／１００の強度となる波長より長波長側、かつ、前記受光素子が感度を有する波長範囲内の光成分を意味するものである。
【００２２】
前記「励起光より長波長側の光成分を減衰させる」とは、光成分の一部分を減衰させる場合であってもよいが、励起光より長波長側の光成分を実質的に問題のない程度まで減衰させることが好ましい。上記光成分を吸収して減衰させたり、この光成分を反射して減衰させたりあるいはこれらの方式と異なる方式でこの光成分を減衰させるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の放射線像読取装置は、放射線像変換パネルと受光素子との間の輝尽発光光の光路中に、この輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタを備ているので、輝尽発光光が検出される光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させることができ、放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像信号に混入するノイズを低減することができる。
【００２４】
なお、長波長光カットフィルタを、集光光学系と受光素子との間に配置されているものとすれば、集光光学系から発せられた、励起光より長波長側の光成分の強度をも減衰させることができる。
【００２５】
また、長波長光カットフィルタを、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下に減衰させるものとすれば、励起光より長波長側の光成分中の主要部分を減衰させることができる。
【００２６】
ここで、放射線像読取装置を、受光素子によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、長波長光カットフィルタを透過した励起光より長波長側の光成分を示す信号を上記画像信号から差し引いてこの画像信号を補正する補正手段を備えたものとすれば、上記長波長側の光成分を示す信号である画像信号に含まれるオフセット成分を除くことができ、より正確なリニアリティで上記放射線像の濃淡を表す画像信号を取得することができる。
【００２７】
本発明の放射線像変換パネルは、励起光の照射を受けて輝尽発光光を発生する放射線像変換パネルであって、該放射線像変換パネルにおける、この放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光が検出される側に、励起光および輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタが配置されているので、輝尽発光光が検出される光路を伝播する、励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させることができ、放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像信号に混入するノイズを低減することができる。
【００２８】
また、長波長光カットフィルタを、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下に減衰させるものとすれば、励起光より長波長側の光成分中の主要部分を減衰させることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す図、図２は検出部および励起光照射部の概略構成を側面から示す拡大図、図３は長波長光カットフィルタの励起光より長波長側の光成分を減衰させる特性を示す図、図４は長波長光カットフィルタを配置する場合の様々な態様を示す側面図、図５は長波長光カットフィルタを放射線像変換パネルに配置した態様を示す側面図である。
【００３０】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態による放射線像読取装置１００は、放射線像変換パネル１０に対して主走査方向（図中矢印Ｘ方向、以後、主走査Ｘ方向という）に延びる線状の励起光Ｌｅ（波長６６０ｎｍ）を照射する励起光照射部２０と、この線状の励起光Ｌｅの照射を受けて放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を集光させる集光光学系である結像レンズ３１と、結像レンズ３１によって結像された輝尽発光光を受光し光電変換するシリコンを主成分とするフォトダイオードからなる受光素子であるラインセンサ３２と、放射線像変換パネル１０とラインセンサ３２との間の輝尽発光光の光路中に配置された、この輝尽発光光を透過させ励起光Ｌｅを遮断する励起光カットフィルタ３３と、放射線像変換パネル１０とラインセンサ３２との間の輝尽発光光の光路中に、この輝尽発光光を透過させ励起光Ｌｅより長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタ４０と、ラインセンサ３２によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、長波長光カットフィルタ４０を透過した、励起光Ｌｅより長波長側の光成分を示す信号を上記画像信号から差し引いてこの画像信号を補正する補正手段である画像信号補正手段６０とを備え、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を読み取るものである。
【００３１】
ここで、結像レンズ３１、ラインセンサ３２、励起光カットフィルタ３３、および長波長光カットフィルタ４０が検出部３０を構成している。
【００３２】
励起光照射部２０は、励起光Ｌｅを射出するブロードエリアレーザ２１、ブロードエリアレーザ２１から射出された励起光Ｌｅを後述する反射ミラーを介して放射線像変換パネル１０上の主走査Ｘ方向に線状に集光させるトーリックレンズ等からなる集光光学系２２、および上記励起光Ｌｅを光路の途中で反射させて光路を放射線像変換パネル１０に向かう方向に変更させる反射ミラー２３等によって構成されており、線状の励起光Ｌｅを放射線像変換パネル１０上に照射する。
【００３３】
ラインセンサ３２は、主走査Ｘ方向に並べられた多数のＣＣＤ素子からなる。
【００３４】
結像レンズ３１は、例えば、主走査Ｘ方向に並べられた多数の屈折率分布型レンズからなり、励起光Ｌｅが照射された放射線像変換パネル１０上の線状領域Ｓの正立等倍像をラインセンサ３２上に結像させる。
【００３５】
長波長光カットフィルタ４０は、図３に示すように、励起光Ｌｅが示す光強度のスペクトル分布Ｐに関し、この励起光が示すピーク強度の波長より長波長側において上記ピーク強度の１／１００の強度となる波長λ１より長波長側、かつＣＣＤ素子の長波長側の検出感度の限界である波長１１００ｎｍ以下（図３中のＷで示される範囲）の光成分を減衰させる特性を有し、この範囲Ｗの全部の波長領域または１部分の波長領域（例えば１００ｎｍ幅の波長領域）の光成分の一部分を減衰させるものであり、この長波長光カットフィルタ４０は、結像レンズ３１とラインセンサ３２との間に配置されている。例えば、この長波長光カットフィルタ４０を、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下（図３中のＶで示される範囲）の光の強度を１／１００以下に減衰させるものとしてもよい。
【００３６】
ラインセンサ３２で光電変換された画像信号を表すアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６１によってアナログ信号からデジタル信号に変換された後、画像バッファ６２に記憶される。
【００３７】
画像信号補正手段６０は、上記デジタル信号に変換された画像信号を一時記憶しておく画像バッファ６２から入力した画像信号を記憶する画像メモリ６３、画像バッファ６２から入力した画像信号を、この画像信号の値に応じた、励起光Ｌｅより長波長側の光成分を示す信号の予測値である長波長側光成分信号を生成する長波長側光成分発生部６４、および画像メモリ６３から画像信号を入力すると共に長波長側光成分発生部６４から上記長波長側光成分信号を入力して、この長波長側光成分信号を画像信号から差し引いて画像信号を補正した補正済画像信号を取得する補正演算部６５を備えている。
【００３８】
また、検出部３０および励起光照射部２０は一体化されており、搬送手段（図示は省略）によって上記主走査Ｘ方向と交わる副走査方向（図中矢印Ｙ方向、以後、副走査Ｙ方向という）に搬送される。
【００３９】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。
【００４０】
励起光照射部２０から射出された励起光Ｌｅは放射線像変換パネル１０上の主走査Ｘ方向に延びる線状領域Ｓに集光される。この線状の励起光Ｌｅの照射によって線状領域Ｓから発生した輝尽発光光は、結像レンズ３１、励起光カットフィルタ３３、および長波長光カットフィルタ４０を通してラインセンサ３２上に結像され受光されて光電変換された後、電気的な画像信号として出力される。上記励起光Ｌｅの照射と輝尽発光光の検出を実行しながら、一体化された励起光照射部２０と検出部３０とが搬送手段によって副走査Ｙ方向へ搬送され、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を表す画像信号がラインセンサ３２から出力される。
【００４１】
ラインセンサ３２から出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器６１によってアナログ信号からデジタル信号に変換され画像バッファ６２に一旦記憶される。画像メモリ６３は画像バッファ６２から画像信号を入力し記憶する。長波長側光成分発生部６４は、画像バッファ６２から画像信号を入力し、この画像信号の値に応じた長波長側光成分信号を生成する。補正演算部６５は、画像メモリ６３から画像信号を、および長波長側光成分発生部６４から長波長側光成分信号を入力し、画像信号から長波長側光成分信号を差し引いて補正済画像信号を取得し、これにより、放射線像変換パネルに記録された放射線像を表す画像信号が補正される。
【００４２】
なお、長波長側光成分発生部６４が生成する画像バッファ６２から入力した画像信号の値に応じた長波長側光成分信号は、例えば、励起光の強度とこの励起光の照射により各部位から発生し検出される励起光より長波長側の光成分の強度との関係を示すテーブルを、予めこの長波長側光成分発生部６４中に記憶させておくことによりこの長波長側光成分発生部６４が上記長波長側光成分信号を生成するようにすることができる。
【００４３】
ここで、長波長光カットフィルタ４０の材料として、色ガラスフィルター：Ｃ５００（ＨＯＹＡ株式会社製）等を使用することができる。
【００４４】
図４（ａ）から（ｃ）に長波長光カットフィルタを配置する場合の様々な態様示す。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、長波長光カットフィルタ４０Ａを、結像レンズ３１と放射線像変換パネル１０との間に配置するようにしてもよい。
【００４６】
また、図４（ｂ）に示すように、長波長光カットフィルタを多層膜４０Ｂとし、輝尽発光光が受光される光路中の光学部材のいずれかの表面にこの多層膜４０Ｂを形成するようにしてもよい。長波長光カットフィルタを多層膜とした場合には、この長波長光カットフィルタを他の光学部材と一体化することができるとともに、その長波長光カットフィルタの厚さを極めて薄くすることができるので、この長波長光カットフィルタを配置することによる装置サイズの増大を抑制することができる。
【００４７】
また、図４（ｃ）に示すように、励起光より長波長側の光成分を吸収する平板上に、さらにこの光成分を吸収する多層膜を形成した長波長光カットフィルタ４０Ｃを、励起光カットフィルタ３３の表面に配置し、長波長光カットフィルタ４０Ｃと励起光カットフィルタ３３を一体化するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、図４（ｄ）に示すように、長波長光カットフィルタを兼用する励起光カットフィルタ３３Ａを備えるようにしてもよい。
【００４９】
ここで、図５に示すように、上記長波長光カットフィルタを放射線画像読取装置に配置する替わりに、放射線像変換パネル１０Ａにおける、この放射線像変換パネル１０Ａから発生する輝尽発光光が検出される側に、励起光および輝尽発光光を透過させ励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタ１１を配置した放射線像変換パネル１０Ａを使用するようにしてもよい。この場合、長波長光カットフィルタが放射線像変換パネルの保護層を兼ねるようにしてもよい。
【００５０】
なお、上記実施の形態においては受光素子としてＣＣＤ素子を用いる例を示したが、受光素子としては、励起光の波長よりも長波長の光、すなわち、励起光の波長よりも長い波長を持つ光に対して感度を有するダイオードを用いて受光するものであれば、すなわち励起光より長波長側に感度を有するものであればどのような素子を受光素子として採用したものであっても上記と同様の効果を得ることができる。より具体的には、上記ＣＣＤ型固体撮像素子の他に、ＣＭＯＳ型固体撮像素子やＶＭＩＳ型固体撮像素子等からなる受光素子を上記実施の形態に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、本発明の長波長光カットフィルタは、上記のような、線状の励起光の照射により放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光をラインセンサで検出するいわゆるラインビーム方式を採用した装置に適用する場合に限らず、ポリゴンスキャナ等により主走査方向へ点状の励起光を走査する走査部と、この励起光の走査を受けて放射線像変換パネルから時系列的に発生した輝尽発光光を集光する集光ガイドと、この集光ガイドによって集光された輝尽発光光を受光し光電変換する、励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有するダイオードを用いた受光素子とを備え、放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出するいわゆるポイントスキャン方式を採用した装置等にも適用することができる。
【００５２】
また、上記実施の形態とは異なった励起光照射部を有するラインビーム方式の装置としては、例えば、図６に示すように、励起光Ｌｅを射出する複数の半導体レーザが主走査方向に並べられた励起光光源２１Ａと、この励起光光源２１Ａから射出された励起光Ｌｅを放射線像変換パネル１０Ａ上の線状領域Ｓに集光させる主走査Ｘ方向に延びるシリンドリカルレンズからなる集光光学系２２Ａ等とからなる励起光照射部２０Ａを有する装置を挙げることができ、このような装置に対しても、本発明の長波長光カットフィルタを適用することができる。
【００５３】
なお、励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有するダイオードを用いて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を受光する受光素子としては、ＧａＡｓＰフォトダイオードを利用したものや、ＣＣＤの内部にＧａＡｓＰ センサを配置したハイブリッドＣＣＤを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す図
【図２】検出部および励起光照射部の概略構成を側面から示す拡大図
【図３】長波長光カットフィルタの励起光より長波長側の光成分を減衰させる特性を示す図
【図４】長波長光カットフィルタを配置する場合の様々な態様を示す側面図
【図５】長波長光カットフィルタを放射線像変換パネルに配置した態様を示す側面図
【図６】励起光を射出する複数の半導体レーザが主走査Ｘ方向に並べられた励起光光源を有する励起光照射部を示す側面図
【符号の説明】
１０ 放射線像変換パネル
２０ 励起光照射部
３０ 検出部
３１ 結像レンズ
３２ ラインセンサ
３３ 励起光カットフィルタ
４０ 長波長光カットフィルタ
６０ 画像信号補正手段
Claims (6)
- 励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を集光させる集光光学系と、該集光光学系によって集光された輝尽発光光を受光し光電変換する前記励起光の波長よりも長波長の光に対して感度を有する受光素子と、前記放射線像変換パネルと前記受光素子との間の前記輝尽発光光の光路中に配置された、前記輝尽発光光を透過させ前記励起光を遮断する励起光カットフィルタとを備え、前記放射線像変換パネルに記録された放射線像を読み取る放射線像読取装置において、
前記放射線像変換パネルと前記受光素子との間の前記輝尽発光光の光路中に、前記輝尽発光光を透過させ前記励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタを備えたことを特徴とする放射線像読取装置。 - 前記長波長光カットフィルタが、前記集光光学系と前記受光素子との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の放射線像読取装置。
- 前記長波長光カットフィルタが、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下に減衰させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線像読取装置。
- 前記受光素子によって受光され光電変換された画像信号に含まれる、前記長波長光カットフィルタを透過した、前記励起光より長波長側の光成分を示す信号を前記画像信号から差し引いて該画像信号を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線像読取装置。
- 励起光の照射を受けて輝尽発光光を発生する放射線像変換パネルであって、該放射線像変換パネルにおける、この放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光が検出される側に、前記励起光および輝尽発光光を透過させ前記励起光より長波長側の光成分の強度を減衰させる長波長光カットフィルタが配置されていることを特徴とする放射線像変換パネル。
- 前記長波長光カットフィルタが、波長８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の光の強度を１／１００以下に減衰させるものであることを特徴とする請求項５記載の放射線像変換パネル。
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