JP2006238333A - 特性直線作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特性直線作成方法において、小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係をより高い精度で示す特性直線を作成する。
【解決手段】 受光素子の受光光量範囲Ｈｏのうちの小光量側の範囲Ｈ１内における予め定められた光量Ｊ１〜Ｊ４を有する複数の小光量基準光のそれぞれを受光素子に個別に入射させ、上記光量Ｊ１〜Ｊ４と受光素子から出力された各信号値Ｓ１〜Ｓ４との関係を外挿して、受光素子への入射光量が零であるときに出力されると想定される零光量信号値Ｓｏを求め、受光光量範囲Ｈｏのうちの大光量側の範囲Ｈ２内における予め定められた光量Ｊｈを有する大光量基準光を受光素子に入射させたときに、その大光量基準光に対応して出力された大光量基準光信号値Ｓｈを得、上記零光量信号値Ｓｏおよび大光量基準光信号値Ｓｈに基づいて、受光素子が受光した光の光量とこの光の受光により出力される信号値との関係を示す特性直線Ｔａを作成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は特性直線作成方法に関し、詳しくは、受光した光の光量に応じた信号値を出力する受光素子の信号値と受光光量との関係を示す特性直線を作成する特性直線作成方法に関するものである。

従来より、受光した光の光量に応じた信号値を出力する受光素子を使用する際に、この受光素子に関する上記受光光量と信号値との関係を示す特性直線を求め、受光素子から出力された信号値からこの受光素子が受光した光量を求める方式が知られている（特許文献１参照）。

上記特性直線を求める手法としては、例えば、受光素子に光を受光させない状態でこの受光素子から出力された信号値を得るとともに、受光素子が受光可能な最大受光光量近傍の光量を持つ光を受光させたときに受光素子から出力された信号値を得て、上記２組の受光光量と出力との関係に基づいて上記特性直線を求める手法が知られている。すなわち、この手法は、受光素子から出力される信号値を上記特性直線の使用により光量に換算して、この受光素子の受光光量を示す値を知ることができる。

また、このような特性直線を、多数の受光素子を１方向に並べて構成したラインセンサに適用する場合には、各受光素子毎に上記特性直線を求めておき、各受光素子の受光光量が互いに等しいときに各受光素子から出力される受光光量を示す信号値が互いに等しくなるように、各受光素子から出力される信号値にさらに適当な重み付けをして、各受光素子が同一光量を受光したときに各受光素子から出力される信号値を一致させるようにする手法も知られている。
特開２００１−１３７１７５号公報

ところで、受光素子は受光光量範囲のうちの受光光量が少ない小光量側の範囲においては、受光光量と出力される信号値との比例関係（リニアリティ）に若干の誤差が生じる。そのため、上記小光量側の範囲においてもより正確な受光光量を求めることができるようにしたいという要請がある。

これに対して、上記特性直線を使用することなく、小光量側の範囲において上記受光光量と信号値との関係を複数組求めて上記複数組の関係をルックアップテーブルに記憶させておき、このルックアップテーブルを参照して上記複数組の受光光量と信号値との関係を示す２次元座標（一方の軸を光量、他方の軸を信号値とする座標）上の点の間を補完することにより上記受光光量を示す信号値を取得する手法も考えられる。

しかしながら、上記ルックアップテーブルを用いる方式は、受光光量を求める毎にルックアップテーブル中の異なる部分を参照しなければならないので、装置構成が複雑になり装置コストが高くなるという問題がある。また、上記ルックアップテーブルを用いる方式をラインセンサに適用しようとすると、ラインセンサを構成する多数の受光素子のそれぞれに対してルックアップテーブルを用意しなければならないので、装置構成がさらに複雑になり上記問題はさらに深刻になる。

そのため、上記特性直線を用いる方式を採用しつつ、この特性直線が示す小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係をより高精度化することが望まれる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係をより高い精度で示すことができる特性直線を作成することができる特性直線作成方法を提供することを目的とするものである。

本発明の特性直線作成方法は、受光した光を光電変換して前記受光した光の光量に応じた信号値を出力する受光素子の信号値と受光光量との関係を示す特性直線を作成する特性直線作成方法であって、受光素子の受光光量範囲のうちの小光量側の範囲内における予め定められた互いに異なる光量を有する複数の小光量基準光のそれぞれを前記受光素子に個別に入射させ、入射させた各小光量基準光の光量と、各小光量基準光のそれぞれに対応して前記受光素子から出力された各信号値との関係を外挿して、前記受光素子への入射光量が零であるときに該受光素子から出力されると想定される零光量信号値を求め、前記受光素子の受光光量範囲のうちの大光量側の範囲内における予め定められた光量を有する大光量基準光を前記受光素子に入射させたときに、該大光量基準光に対応して前記受光素子から出力された大光量基準光信号値を得、前記零光量信号値および前記大光量基準光信号値に基づいて、受光素子が受光した光の光量と該光の受光により前記受光素子から出力される信号値との関係を示す特性直線を作成することを特徴とするものである。

前記受光素子は、多数の受光部が１方向に並べられてなるラインセンサの前記受光部とすることができる。

前記受光素子は、励起光の照射を受けて蓄積性蛍光体シートから発生する、該蓄積性蛍光体シートに記録された放射線像を示す輝尽発光光の検出に使用されるものとすることができる。

小光量側の範囲は、受光素子が受光する光の光量とこの光の受光により上記受光素子から出力される信号値との関係をより高い精度で利用する範囲であり、大光量側の範囲は、上記小光量側の範囲よりも光量の大きい範囲である。

本発明の特性直線作成方法および装置によれば、受光素子の受光光量範囲のうちの小光量側の範囲内における予め定められた互いに異なる光量を有する複数の小光量基準光のそれぞれを受光素子に個別に入射させ、上記入射させた各小光量基準光の光量と、各小光量基準光のそれぞれに対応して受光素子から出力された各信号値との関係を外挿して、受光素子への入射光量が零であるときにこの受光素子から出力されると想定される零光量信号値を求め、この零光量信号値および上記大光量基準光信号値に基づいて、受光素子が受光した光の光量とこの光の受光により受光素子から出力される信号値との関係を示す特性直線を作成するようにしたので、従来の特性直線に比して、小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係をより高い精度で示すことができる。

また、受光素子を、励起光の照射を受けて蓄積性蛍光体シートから発生する、この蓄積性蛍光体シートに記録された放射線像を示す輝尽発光光の検出に使用されるものとすれば、上記輝尽発光光は微弱であり、受光素子の受光光量範囲のうちの小光量側の範囲における受光光量と信号値の関係のリニアリティが低下するため、より高い精度で上記小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係を示す特性直線を使用する顕著な効果を得ることができる。

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特性直線作成方法の実施に使用する放射線像読取装置を示す斜視図、図２は上記特性直線を作成する過程を示す図、図３は上記特性直線を作成する過程で使用される段差ブロックを示す図である。なお、図２の横軸は受光素子が受光した受光光量Ｊを示し縦軸は受光素子から出力された信号値Ｓを示すものである。

上記実施の形態による特性直線作成方法は、受光した光を光電変換して上記受光した光の光量に応じた信号値を出力する受光素子１０に対して用いる、上記信号値と受光光量との関係を示す特性直線を作成するものである。

上記受光素子１０は、多数の受光部が１方向に並べられてなるラインセンサ２０の上記受光部を構成するものである。

上記ラインセンサ２０は、励起光Ｌｅの照射を受けて蓄積性蛍光体シート１から発生した、この蓄積性蛍光体シート１に記録された放射線像を示す輝尽発光光Ｌｋの検出に使用されるものであり、以下に説明する放射線像読取装置１００の構成要素となるものである。

上記放射線像読取装置１００は、放射線像の記録された蓄積性蛍光体シート１上に、主走査方向（図中Ｘ方向）へ延びる線状の励起光Ｌｅを照射する励起光照射部５０と、上記励起光Ｌｅに対して、蓄積性蛍光体シート１を主走査方向と交わる副走査方向（図中矢印Ｙ方向）へ搬送する搬送部６０と、励起光Ｌｅの照射を受けた蓄積性蛍光体シート１から発生した輝尽発光光Ｌｋを受光し光電変換して、それぞれが受光した輝尽発光光Ｌｋの光量を示す信号値Ｓを得る多数の上記受光素子１０を主走査方向に並べてなる上記ラインセンサ２０と、蓄積性蛍光体シート１上の励起光Ｌｅの照射を受ける主走査方向に延びる照射領域Ｒを、上記受光素子１０上に、結像させる、多数の屈折率分布型レンズを並べてなる結像レンズ３１、および励起光Ｌｅを遮断し輝尽発光光Ｌｅを透過させる励起光カットフィルタ３２等からなる結像光学系３０とを備えたものである。

放射線像読取装置１００は、さらに、受光素子１０から出力された信号値Ｓを、上記特性直線に基づいて、上記受光素子１０が受光したと想定される受光光量Ｊ（Ｓ）へ換算する信号値換算部７０を備えている。

なお、蓄積性蛍光体シート１は、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放射線エネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）からなるものである。この蓄積性蛍光体からなる上記蓄積性蛍光体シート１を用い、被写体の放射線像を上記蓄積性蛍光体シート１に一旦記録し、この蓄積性蛍光体シート１にレーザ光等の上記励起光Ｌｅを照射して輝尽発光光Ｌｋを生じせしめ、得られた輝尽発光光Ｌｋをラインセンサ２０を構成する各受光素子１０で光電的に読み取って上記放射線像を示す信号値Ｓを得ることができる。

以下、上記特性直線作成方法について詳しく説明する。なお、以下の説明はラインセンサ２０を構成するそれぞれの受光素子に対して用いる信号値と受光光量との関係を示す特性直線の作成について説明するものである。

図２に示すように、受光素子１０の受光光量範囲Ｈｏのうちの小光量側の範囲Ｈ１内、すなわち、より正確な受光光量と信号値との関係を利用したい範囲内における予め定められた互いに異なる光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を有する複数の小光量基準光のそれぞれを受光素子１０に個別に入射させる。

受光素子１０に複数の小光量基準光のそれぞれを個別に入射させる方式は、例えば、以下のように実行することができる。

図３に示すように、ラインセンサの長手方向（主走査方向）と直交する方向に階段状の段差を有するステンレス製あるいはアルミニウム製の段差ブロック６２を、残存する放射線エネルギが消去された蓄積性蛍光体シート１上に配置し、段差ブロック６２の上方に位置する放射線源６４から放射線Ｘｅを照射する。

放射線Ｘｅは段差ブロック６２によってその放射線エネルギが吸収されつつ、この段差ブロック６２を透過して蓄積性蛍光体シート１に入射する。また、上記放射線Ｘｅは段差ブロック６２を通ることなく蓄積性蛍光体シート１にも入射する。

段差ブロック６２を通って蓄積性蛍光体シート１に入射し放射線エネルギが減衰した放射線Ｘｅ、および段差ブロック６２を通ることなく蓄積性蛍光体シート１に直接入射した放射線Ｘｅが、この蓄積性蛍光体シート１に記録される。

ここで、段差ブロック６２中の最も高い段差の部位が置かれた蓄積性蛍光体シート１上の領域を領域Ｒ１，段差ブロック６２中の２番目に高い段差の部位が置かれた蓄積性蛍光体シート１上の領域を領域Ｒ２、以下、高い段差の部位が置かれた領域から低い段差の部位が置かれた領域を順に領域Ｒ３、領域Ｒ４とする。

次に、上記段差ブロックを示す放射線像の記録された蓄積性蛍光体シート１が、上記放射線像読取装置１００によって読み取られる。

励起光照射部５０による蓄積性蛍光体シート１への励起光Ｌｅの照射を実行させつつ、搬送部６０による蓄積性蛍光体シート１の副走査方向への搬送を実施させながら、ラインセンサ２０が、励起光Ｌｅの照射領域Ｒから発生し結像部３０を通って各受光素子１０で受光され光電変換された輝尽発光光Ｌｋの光量を示す信号値Ｓを得る。

ここで、段差ブロック６２中の各段差を通して蓄積性蛍光体シート１に入射させ蓄積性蛍光体に放射線エネルギを記録する設定、および上記励起光の照射により、上記段差ブロック６２が置かれていた蓄積性蛍光体シート１上の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４から輝尽発光光Ｌｋを発生させる設定等は予め定められている。したがって、上記段差ブロック６２が置かれていた蓄積性蛍光体シート１上の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４から発生する輝尽発光光Ｌｋが受光素子１０で受光されたときの、この受光素子１０が受光する光量も予め定められている。

上記励起光Ｌｅの照射を受けた領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれから発せられ、受光素子１０で受光された輝尽発光光Ｌｋが上記複数の小光量規準光であり、その受光光量が上記光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４となる。

上記のことにより、予め定められた互いに異なる光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を有する複数の小光量基準光のそれぞれを受光素子１０に個別に入射させることができる。

そして、図２に示すように、上記予め定められた互いに異なる光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４と、これらの光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４のそれぞれに対応して受光素子１０から出力される各信号値Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３、Ｓ４との関係が定められる。

さらに、上記光量と信号値との関係を外挿して、受光素子１０への入射光量が零であるときにこの受光素子１０から出力されると想定される零光量信号値を求める。すなわち、上記光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４と信号値Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３、Ｓ４との関係を示す点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を直線回帰して得られた直線Ｔｋと受光光量Ｊが零のときの信号値Ｓを示す縦軸とが交わる零光量信号値Ｓｏを示す点Ｐｏを求める。なお、図２中の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通る曲線Ｔｓは、受光素子１０が受光した光量とこの受光素子１０から出力される信号値との関係を正確に示すものである。

つづいて、受光素子１０の受光光量範囲Ｈｏのうちの大光量側の範囲Ｈ２内における予め定められた光量を有する大光量基準光を受光素子１０に入射させたときに、上記大光量基準光に対応してこの受光素子１０から出力される大光量基準光信号値を得る。

すなわち、段差ブロック６２が置かれていない蓄積性蛍光体シート１上の領域Ｒｈから発せられ、受光素子１０で受光された輝尽発光光Ｌｋが上記大光量基準光であり、その受光光量は光量Ｊｈとなる。これにより、受光素子１０に対して予め定められた光量Ｊｈの大光量基準光を入射させることができる。

そして、図２に示すように、受光素子１０が大光量基準光の光量である上記光量Ｊｈを受光したときに、この受光素子１０から出力される大光量基準光信号値Ｓｈとの関係が定められ、上記光量Ｊｈと大光量基準光信号値Ｓｈとの関係を示す点Ｐｈが定められる。

上記外挿によって求められた零光量信号値Ｓｏを示す点Ｐｏと、上記受光素子１０に大光量基準光が入射されたときに出力された大光量基準光信号値Ｓｈを示す点Ｐｈとを結んで、受光素子１０が受光した光の光量とこの光の受光により受光素子１０から出力される信号値との関係を示す特性直線Ｔａを作成することができる。

ラインセンサを構成する１方向に並べられた各受光素子に対して上記零光量信号値Ｓｏを示す点Ｐｏを求める。その場合には、ノイズ等の影響による受光素子毎のバラツキが問題となることがある。それぞれの受光素子に光を入射させずにこれらの受光素子から出力させた各信号値Ｓｄと各零光量信号値Ｓｏとのそれぞれの差の値Δ（Δ１〜Δｎ）は、上記１方向に並ぶ受光素子に対して緩やかな変化であることが多い。各受光素子に対する上記差の値Δ（Δ１〜Δｎ）を求め、それらの値Δ（Δ１〜Δｎ）に対してフィルタ処理等を施して高周波のバラツキを除去する。上記各信号値Ｓｄと上記値Δ（Δ１〜Δｎ）を処理した各値とから各受光素子に対応する零光量信号値Ｓｏを示す点Ｐｏを求めるようにすることで、より精度の高い特性直線を得ることができる。

また、上記光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を決定する手法として、以下のような手法を採用することもできる。

すなわち、最低光量を与える領域Ｒ１から発生する輝尽発光光に対する受光光量が上記受光光量範囲Ｈｏのうちの大光量側の範囲Ｈ２に入るように大線量の放射線を上記蓄積性蛍光体シート１上の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、Ｒｈに照射する。その後、上記蓄積性蛍光体シート１を読み取って、各領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、Ｒｈのそれぞれから発生した輝尽発光光に対する受光光量Ｊ１′、Ｊ２′、Ｊ３′、Ｊ４′、Ｊｈ′を得る。そして、光量Ｊｈ′に対する比率、すなわち（Ｊ１′／Ｊｈ′）、（Ｊ２′／Ｊｈ′）、（Ｊ３′／Ｊｈ′）、（Ｊ４′／Ｊｈ′）を基準として、Ｊ１＝（Ｊ１′／Ｊｈ′）×Ｊｈ，Ｊ２＝（Ｊ２′／Ｊｈ′）×Ｊｈ，Ｊ３＝（Ｊ３′／Ｊｈ′）×Ｊｈ，Ｊ４＝（Ｊ４′／Ｊｈ′）×Ｊｈの各式によって各光量Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４を決定することもできる。

ここで、従来の特性直線作成方法によって作成される従来特性直線は、図２に示すように、受光素子に光を入射させずにこの受光素子から出力させた信号値Ｓｄを示す点Ｐｄと、上記点Ｐｈとを結ぶ直線Ｔｄとなる。つまり、本発明の特性直線Ｔａは、従来特性直線Ｔｄに比して、小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係をより高い精度で示すことができることがわかる。言い換えると、本発明の特性直線Ｔａは、従来特性直線Ｔｄに比して、小光量側の範囲における受光光量と信号値との関係を、上記受光素子が受光した光量とこの受光素子から出力される信号値との関係を正確に示す曲線Ｔｓにより近似させたものである。

なお、上記特性直線および上記特性直線作成方法は、蓄積性蛍光体シートから発生した輝尽発光光を受光するラインセンサを構成する受光素子に適用する場合に限らず、受光した光を光電変換してこの受光した光の光量に応じた信号値を出力する受光素子であればどのような受光素子に対しても適用することができる。

本発明の実施の形態による特性直線作成方法の実施に使用する放射線像読取装置を示す斜視図 特性直線を作成する過程を示す図 特性直線を作成する過程で使用される段差ブロックを示す図

符号の説明

１０ 受光素子
２０ ラインセンサ
３０ 結像光学系
５０ 励起光照射部
６０ 搬送部
Ｈｏ 受光光量範囲
Ｈ１ 小光量側の範囲
Ｊ１〜Ｊ４ 小光量基準光の光量
Ｓ１〜Ｓ４ 光量Ｊ１〜Ｊ４を受光した受光素子から出力される信号値
Ｓｏ 零光量信号値
Ｈ２ 大光量側の範囲
Ｊｈ 大光量基準光の光量
Ｓｈ 大光量基準光信号値
特性直線Ｔａ

Claims (3)

1. 受光した光を光電変換して前記受光した光の光量に応じた信号値を出力する受光素子の前記信号値と前記受光光量との関係を示す特性直線を作成する特性直線作成方法であって、
   前記受光素子の受光光量範囲のうちの小光量側の範囲内における予め定められた互いに異なる光量を有する複数の小光量基準光のそれぞれを前記受光素子に個別に入射させ、前記入射させた各小光量基準光の光量と、各小光量基準光のそれぞれに対応して前記受光素子から出力された各信号値との関係を外挿して、前記受光素子への入射光量が零であるときに該受光素子から出力されると想定される零光量信号値を求め、
   前記受光素子の受光光量範囲のうちの大光量側の範囲内における予め定められた光量を有する大光量基準光を前記受光素子に入射させたときに、該大光量基準光に対応して前記受光素子から出力された大光量基準光信号値を得、
   前記零光量信号値および前記大光量基準光信号値に基づいて、前記受光素子が受光した光の光量と該光の受光により前記受光素子から出力される信号値との関係を示す特性直線を作成することを特徴とする特性直線作成方法。
2. 前記受光素子が、多数の受光部が１方向に並べられてなるラインセンサの前記受光部であることを特徴とする請求項１記載の特性直線作成方法。
3. 前記受光素子が、励起光の照射を受けて蓄積性蛍光体シートから発生する、該蓄積性蛍光体シートに記録された放射線像を示す輝尽発光光の検出に使用されるものであることを特徴とする請求項１または２記載の特性直線作成方法。

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