JP2005301293A - 放射線画像読取装置の光検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線画像読取装置の光検出器において、励起光カットフィルターの外表面から励起光が入射するのを防止してＳ／Ｎを向上せしめる。
【解決手段】 長尺フォトマル１１に接続されるアダプター１３と励起光分離フィルター１４との周囲に、空気１６を介して遮光フイルム等の遮光部材１７を設け、光ガイド１５から伝搬した輝尽発光光の励起光分離フィルター１４内での全反射を維持せしめつつ、励起光カットフィルター１６の外表面から励起光が入射するのを防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は放射線画像読取装置における光検出器に関し、詳細には、励起光分離フィルターを備えた光検出器に関するものである。

従来より、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、その後可視光等の励起光を照射すると蓄積された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、人体等の被写体の放射線画像情報を一旦シート状の蓄積性蛍光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この画像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる放射線画像記録再生システムがすでに実用化されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５等）。そしてこのシステムは放射線画像記録装置、放射線画像読取装置および放射腺画像再生装置から構成されている。

このシステムのうち放射線画像読取装置に用いられている、上述の輝尽発光光を光電的に読み取る光検出器は、光電変換手段である光電子増倍管（フォトマルチプライヤ）と、蓄積性蛍光体シートからフォトマルチプライヤまで輝尽発光光を導光する光ガイドとから構成されているが、輝尽発光光は微弱な光であるため、輝尽発光光以外の光がノイズとしてフォトマルチプライヤに入射するのを防止する必要がある。

この輝尽発光光以外の光として代表的なものが、蓄積性蛍光体シートを走査する励起光である。

励起光は蓄積性蛍光体シートを走査するがこのとき光ガイドの光入射端面は励起光を効率よく集光するために、走査中の励起光の極近傍に配されている。この結果、光ガイドの入射端面には輝尽発光光のみならず、励起光が入射することもある。

しかし励起光と輝尽発光光とは、それらの各波長帯域が異なるため、両光を容易に分離することができる。すなわち、光ガイドとフォトマルチプライヤとの間に、励起光の波長帯域の光の透過を阻止しつつ輝尽発光光の透過を許容する特性を有する励起光カットフィルターを配設することが行われている。
特開昭５５−１２４２９号公報 特開昭５６−１１３９５号公報 特開昭５５−１６３４７２号公報 特開昭５６−１０６４５号公報 特開昭５５−１１６３４０号公報

ところで、励起光分離フィルター（以下、フィルターと略す）は励起光のフォトマルチプライヤへの入射を完全に阻止することはできない。したがって、このフィルターを通過してフォトマルチプライヤへ到達した励起光はノイズ成分として画像信号に重畳し、この画像信号に基づいて再生された画像の読影性能を低下せしめることとなる。特にこの画像が医用の放射線画像である場合には、ノイズ成分により診断に影響を及ぼす可能性がある。

そこでフィルターの厚さを厚くすることによって、励起光の通過を阻止する行程を長くし、可能な限りこの励起光のフォトマルチプライヤへの入射を阻止することが考えられるが、フィルターの厚さを厚くすると、フィルター内を伝播する輝尽発光光は、フィルターの入射面および出射面以外の面、例えば光検出器の長手方向（励起光の主走査方向に平行な方向）の側面においても反射する機会が生じ、この面で反射する確率が増加する。

ところで、このようなフィルターの外表面は一般に、外部からフィルター内部に自然光等が入射するのを阻止するために、遮光塗料等が塗布されている。

このような塗料が塗布されている場合、外部からの光は内部に入射しにくくなるが、逆に、内部を透過する光は全反射条件が緩和されて外部に放出されやすくなる。しかし従来はこのフィルターの厚さは高々２mm程度であったため、このような外表面から外部への輝尽発光光の放出は問題となるほどのレベルには達していなかった。

光電面の幅が比較的小さく、その幅に近い厚さを持つフィルタを用いる場合は、上記輝尽発光光の伝播効率の低下という問題を生じる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、フィルターの厚さが厚い場合であっても、外部から励起光等が入射するのを防止しつつ、内部を伝播する輝尽発光光が外部に漏れ出るのを防止して、Ｓ／Ｎを向上させた光検出器を提供することを目的とするものである。

本発明の放射線画像読取装置の光検出器は、フィルターの外表面を遮光部材で覆うことにより励起光の入射を防止するとともに、この遮光部材とフィルターの外表面との間に、励起光分離フィルターよりも屈折率の低い例えば空気等の媒体を介在させることにより光ガイド内を全反射して伝搬する輝尽発光光の全反射を維持せしめて輝尽発光光の外部への漏れを防止して、光電子増倍管におけるＳ／Ｎを向上させるものである。

すなわち本発明の放射線画像読取装置の光検出器は、放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シートに励起光を照射し、該励起光により励起されて前記蓄積性蛍光体シートから発せられた、前記放射線画像に応じた輝尽発光光を、その入射端面から入射せしめて内部を全反射を繰り返して出射端面まで導く光ガイドと、該光ガイドの出射端面に光学的に接触させて設けられた、前記輝尽発光光を選択的に透過せしめる励起光分離フィルターと、該励起光分離フィルターを透過した輝尽発光光を光電的に検出する光電子増倍管とを備えてなる放射線画像読取装置の光検出器において、
該励起光分離フィルターの外表面のうち少なくとも長手方向の外表面の全域に、該励起光分離フィルターよりも屈折率の低い媒体を介して、該励起光分離フィルターの外部から光が入射するのを阻止する遮光部材を備えたことを特徴とするものである。

ここで、遮光部材としては、遮光フイルムや遮光布など種々のものを適用することができる。また遮光フイルムとしては、カーボン練り混みポリエチレンやカーボン練り混みポリプロピレン、カーボン練り混みＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の材料で形成されたものを用いることができる。

なお、遮光フイルムは必ずしもフィルターの外表面の全周を覆う必要はなく、励起光が入射しやすい励起光の主走査方向に沿った方向であるフィルターの長手方向の外表面の全域だけを覆うように設けてもよく、光ガイドの短辺方向（厚さ方向）に対応する外表面については遮光塗料を塗布するようにしてもよい。このような短辺方向の外表面からは、輝尽発光光が外部に洩れ出る確率は極めて低いからである。

また励起光分離フィルターよりも低屈折率の媒体としては、例えば空気等の物質を用いることができる。

なお光検出器が、励起光カットフィルターと光電子増倍管との間にこれらを繋ぐためのアダプターを有している構成のものである場合は、このアダプターの外表面についても、励起光カットフィルターの外表面と同様に低屈折率の媒体を介して遮光部材を設けるのが望ましい。

さらに光電子増倍管の外表面には、特に光電子増倍管が励起光の主走査方向に沿って長尺に延びるもの（いわゆる長尺フォトマルチプライヤ）である場合には、遮光塗料を塗布するなど遮光を行なうことが望ましい。

本発明の放射線画像読取装置の光検出器によれば、励起光分離フィルターの外表面、特に励起光の走査方向に沿った方向であるフィルターの長手方向の外表面の全域を遮光部材で覆うことにより、蓄積性蛍光体シートを走査する励起光等のノイズ光が該フィルターの外表面から入射するのを防止することができ、この外表面から入射した光によるＳ／Ｎの低下を防止することができ、一方、フィルターの外表面と遮光部材との間に、励起光分離フィルターよりも屈折率の低い媒体を介在させることにより光ガイド内を全反射して伝搬する輝尽発光光の全反射を維持せしめて輝尽発光光の外部への漏れを防止して、光電子増倍管におけるＳ／Ｎを向上させることができる。

以下、図面を用いて本発明の放射線画像読取装置の光検出器の実施の形態について説明する。

図１は本発明の放射線画像読取装置の光検出器の具体的な第１の実施の形態を示す側面図、図２は図１に示した光検出器を用いた放射線画像読取装置を示す図である。

図示の放射線画像読取装置は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シート１に励起光Ｌを走査して蓄積記録された放射線画像情報に応じた輝尽発光光Ｍを発光せしめる励起光走査系20と、シート１から発光した輝尽発光光Ｍを光電的に検出する光検出器10と、この輝尽発光光Ｍを光電変換して得られた画像信号Ｓを対数増幅する対数増幅器30およびＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器40とからなる構成である。

ここで励起光走査系20は詳しくは、載置された蓄積性蛍光体シート１を所定の速度で矢印Ｙ方向に搬送する搬送装置25と、所定の光量のレーザ光や可視光等の励起光Ｌを出射する光源21と、この励起光Ｌを反射偏向する、モータ22により回転せしめられるポリゴンミラー23と、反射偏向された励起光Ｌを搬送装置25上に載置されたシート１に収束せしめるｆθレンズ24とを備えた構成であり、ポリゴンミラー23の回転による励起光Ｌのシート１への矢印Ｘ方向に主走査と、搬送装置25の搬送による副走査により、シート１はその略全面が励起光Ｌに照射される。

光検出器10は詳しくは、図１の側面図に示すように、シート１から発光された輝尽発光光Ｍを入射端面15ａから入射せしめ、内部を全反射を繰り返して出射端面15ｂまで導光する光ガイド15と、この光ガイド15の出射端面15ｂに接して設けられた、輝尽発光光Ｍを選択的に透過せしめる励起光分離フィルター14と、励起光分離フィルター14を透過した輝尽発光光Ｍを光電的に検出する、励起光の主走査方向である矢印Ｘ方向に長く延びる長尺の光電子増倍管（以下、長尺フォトマルという）11とを備えている。

さらにこの長尺フォトマル11には、励起光分離フィルター14との接続を容易にするためアダプター13が備えられており、アダプター13を介して長尺フォトマル11と励起光分離フィルター14とが接続されている。

長尺フォトマル11の外周面にはシート１を照射する励起光Ｌの一部がこの周面から入射するのを防止する、励起光Ｌの透過を阻止する遮光塗料等の遮光材12が塗布されている。

また、アダプター13と励起光分離フィルター14との周囲には、フィルター14の屈折率よりも低屈折率の空気層16を介して、遮光フイルム等の励起光Ｌや自然光の透過を阻止する可撓性の遮光部材17が設けられている。この遮光フイルムとしては、カーボン練り混みポリエチレン、カーボン練り混みポリプロピレン、カーボン練り混みＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の材料で形成されたものを用いることができる。

なお、この遮光部材17は、少なくともアダプター13と励起光分離フィルター14との長手方向（矢印Ｘ方向）の周囲全域に設けられていればよく、必ずしもこれらの全周に亘って設ける必要はない。したがって、これらアダプター13とフィルター14と短辺方向である矢印Ｙ方向に沿った端面については、遮光塗料などを塗布すれば足りる。

以下、本実施形態の光検出器10の作用について説明する。

シート１から発光された輝尽発光光Ｍは、光ガイド15の入射端面15ａから光ガイド15内に入射し、この輝尽発光光Ｍは光ガイド15の内部を全反射を繰り返して出射端面15ｂまで進む。

ここで、光ガイド15の内部には、必ずしも輝尽発光光Ｍだけではなく、シート１を走査してシート１で反射した励起光Ｌの一部も入射するが、光ガイド15の出射端面15ｂに接して設けられた励起光分離フィルター14の作用によりこの励起光Ｌはフィルター14を透過することはなく、フォトマル11には到達しない。

一方、輝尽発光光Ｍはこのフィルター14を透過してフォトマル11に到達する。

なお、輝尽発光光Ｍはフィルター14の内部においても全反射を繰り返して進むが、このフィルター14の周面は、フィルター14よりも屈折率の小さい空気層16と光学的に接しているため、フィルター14の内部においても全反射条件が維持され、輝尽発光光Ｍはフィルター14の外部に漏れることなくフォトマル11に到達する。

ところで、前述した、シート１で反射した励起光Ｌの一部や自然光は光ガイド15やフィルター14、アダプター13の外周面からこれらの内部に入射する場合がある。このうち、光ガイド15に入射したものについてはフィルター14を通過する間にその光量は減衰されてフォトマル11に到達することはないが、アダプター13の外周面から入射したものはフォトマル11へ到達し、また、フィルター14の外周面から入射した光も、フィルター14で十分に減衰されないままフォトマル11へ到達することとなり、画像信号のＳ／Ｎが低下する。

しかし、本実施形態の光検出器10によれば、フィルター14およびアダプター13の外周面、特に励起光Ｌ等が入射しやすい励起光Ｌの主走査方向に沿った部分（長手方向）には、励起光Ｌ等の透過を阻止する遮光部材17が設けられているため、これらの部分から励起光Ｌ等が入射することがなく、したがって画像信号のＳ／Ｎが低下するのを防止することができる。

特に、光ガイド15の入射端面15ａから入射した励起光Ｌの減衰性能を向上させるために励起光分離フィルター14を長くした光検出器や、励起光分離フィルター14およびアダプター13の、励起光Ｌの主走査方向に沿った長さが長い長尺フォトマル11を有する光検出器において、より効果的である。

すなわちこれらの光検出器は、フィルター14およびアダプター13の、励起光Ｌの走査方向の長さが長いために、その方向の外表面から励起光Ｌ等がフィルター14やアダプター13の内部に入射しやすいためである。

なお、本実施形態の光検出器においては、輝尽発光光Ｍがフィルター14内部で全反射するのを維持させるための低屈折率の媒体として空気層16を適用したが、本発明の光検出器はこれに限るものではなく、励起光分離フィルター14よりも低屈折率の媒体であれば、空気以外のいかなるものをも適用することができる。

図３は、本発明の光検出器の第２の実施の形態を示す、図１と同様の側面図である。図示の光検出器10′は図１に示した光検出器10に対して、フィルター14およびアダプター13の周囲に設けた遮光部材17′を金属、または遮光塗料付きガラス等の硬質な材料で形成した以外は同一であり、作用効果も図１に示した光検出器10と同様であるので説明を省略する。

上記各実施形態においては長尺フォトマルを備えた光検出器について適用したが、本発明の各光検出器はこのような長尺フォトマルに適用することに限るものではない。

本発明の第１の光検出器の第１の実施の形態を示す側面図 図１に示した光検出器を用いた放射線画像読取装置を示す図 本発明の第１の光検出器の第２の実施の形態を示す側面図

符号の説明

10 光検出器
11 長尺フォトマル
12 遮光材
13 アダプター
14 励起光カットフィルター
15 光ガイド
16 空気
17 遮光部材
Ｌ 励起光
Ｍ 輝尽発光光

Claims (4)

1. 放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シートに励起光を照射し、該励起光により励起されて前記蓄積性蛍光体シートから発せられた、前記放射線画像に応じた輝尽発光光を、その入射端面から入射せしめて内部を全反射を繰り返して出射端面まで導く光ガイドと、該光ガイドの出射端面に光学的に接触させて設けられた、前記輝尽発光光を選択的に透過せしめる励起光分離フィルターと、該励起光分離フィルターを透過した輝尽発光光を光電的に検出する光電子増倍管とを備えてなる放射線画像読取装置の光検出器において、
   該励起光分離フィルターの外表面のうち少なくとも長手方向の外表面の全域に、該励起光分離フィルターよりも屈折率の低い媒体を介して、該励起光分離フィルターの外部から光が入射するのを阻止する遮光部材を備えたことを特徴とする放射線画像読取装置の光検出器。
2. 前記媒体が空気であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像読取装置の光検出器。
3. 前記遮光部材が遮光フイルム又は遮光布であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像読取装置の光検出器。
4. 前記光電子増倍管が、前記励起光分離フィルターの長手方向に延びる長尺の光電子増倍管であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の放射線画像読取装置の光検出器。

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