JP2007053304A - 放射線画像検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ２種類の発光部を用いることなく、読取光と、該読取光とは波長帯域の異なる消去光とを放射線画像検出器へ照射する。
【解決手段】 読取時には、制御手段６０は光シャッタ層２９を制御して、４００nm〜５００nmの波長帯域の光を透過する読取光透過状態とし、ライン状の各微小ＥＬ発光体２１が順次発光するように面状光源２０を制御する。各微小ＥＬ発光体２１から発せられた白色光は、光シャッタ層２９を透過する際に４００nm〜５００nmの波長帯域の光以外は遮光されるため、青色光である読取光Ｌ２となり、放射線画像検出器１０の補助線状電極１５ａに入射する。消去時には、制御手段６０は光シャッタ層２９を制御して、可視光の波長帯域の光をほぼ透過する消去光透過状態とし、さらに面状光源２０を制御し、全ての微少ＥＬ発光体２１を同時に発光させ、白色光である消去光Ｌ３を射出させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放射線画像を担持した放射線または記録光が照射され、該放射線または記録光の照射量に応じて発生した電荷を蓄積することにより放射線画像を記録する放射線画像検出器に読取光を照射して記録された放射線画像を読み取り、また消去光を照射して残存電荷を消去する放射線画像検出システムに関するものである。

従来より、被写体を透過したＸ線などの放射線の照射量に応じた量の電荷を蓄電部に蓄積することにより被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出器を用いて放射線画像を記録するとともに、その放射線画像検出器に記録された放射線画像を電気信号をとして読み取る放射線画像検出システムが、医療用放射線画像の撮影などにおいて多く利用されており、種々のタイプのものが提案されている。

そして、上記のような放射線画像検出システムにおいて用いられる放射線画像検出器としては、たとえば、特許文献１には、放射線を透過する第１の電極層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、かつ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層、ライン状の読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層、および線状電極が平行に配列された第２の電極層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が提案されている。上記放射線画像検出器を用いた放射線画像検出システムにおいては、第１の電極層と第２の電極層とに電圧が印加された状態で第１の電極層側から放射線が照射され、その照射された放射線の照射量に応じた量の電荷が記録用光導電層において発生し、その電荷のうち一方の極性の電荷が第１の電極層に帯電された電荷と結合するとともに他方の極性の電荷が記録用光導電層と電荷輸送層との界面に形成される蓄電部に潜像電荷として蓄積されることより、放射線画像の記録が行われる。そして、第２の電極層側から照射された青色波長帯域あるいは緑色波長帯域読取光が第２の電極層を透過して読取用光導電層に照射され、その読取光の照射により読取用光導電層において発生した一方の極性の電荷が蓄電部における潜像電荷と結合するとともに、他方の極性の電荷が線状電極に接続された電流検出アンプにより検出されることにより放射線画像が電気信号として読み出される。

通常このような放射線画像検出システムでは、発光部から射出された読取光は光学部材により集光されて、放射線画像検出器上に照射される（特許文献２参照）。なお、読取光としては、所定の浸透度が得られること、また集光性がよいことから、青色波長帯域あるいは緑色波長帯域で、比較的狭い波長帯域の光が使用されることが多い。

また、放射線画像検出器から放射線画像を読み取った後に、放射線検出器内に電荷が残存してしまう場合があることが知られている。このような残存する電荷を消去することなく、次の放射線画像の記録を行うと、放射線画像の画質の劣化を招く虞がある。そのため、消去光を照射することにより、このような残存電荷の消去が行われている。一般に読取光を消去光としても使用することが多い。
特開２０００−１０５２９７号公報 特開２００１−６６３６６号公報

近年、消去光として、青色波長帯域あるいは緑色波長帯域の光に放射線検出器内への浸透度の深い赤色波長帯域の光を加えた光、例えば白色光を用いることにより、消去効率を向上させることができることが知られている。しかしながら、光源部に青色光を射出する発光部と、白色光を射出する発光部との２種類の発光部を配置した場合には、光源部の構造が複雑になったり、あるいは読取光用の発光部の配置密度が低くなるなどの問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、２種類の発光部を用いることなく、読取光と該読取光とは波長帯域の異なる消去光とを放射線画像検出器へ照射することのできる放射線画像検出システム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検出システムは、放射線画像を担持した放射線または記録光を透過する第１の電極層と、前記第１の電極層を透過した放射線または記録光の照射により、導電性を呈した該放射線の照射量に応じた電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により導電性を呈する読取用光導電層と、前記読取光を透過する第２の電極層とを有し、前記蓄電部に潜像電荷として放射線を記録する放射線画像検出器を有し、
前記読取光により前記放射線画像検出器を走査して、蓄電部に蓄積された電荷を読み取り、また消去光を前記放射線画像検出器へ照射することにより残存電荷を消去する放射線画像検出システムにおいて、
前記消去光の波長帯域と前記読取光の波長帯域が異なるものであり、
前記消去光の波長帯域および前記読取光の波長帯域を含む波長帯域の光を射出する発光部を有する光照射手段と、
前記発光部と前記放射線画像検出器との間に配置され、前記消去光の波長帯域の光を透過する消去光透過状態と、前記読取光の波長帯域の光を透過する読取光透過状態とを切り換える光シャッタ層とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、上記「消去光の波長帯域と前記読取光の波長帯域が異なる」とは、消去光の波長帯域の中に、読取光の波長帯域が含まれるものであってもよいし、あるいは消去光の波長帯域と前記読取光の波長帯域の一部が重なっているものであってもよい。また消去光の波長帯域と前記読取光の波長帯域とがまったく別個の波長帯域であってもよい。

また、「消去光の波長帯域および前記読取光の波長帯域を含む波長帯域の光を射出する発光部を有する光照射手段」とは、該発光部から射出される読取光により、放射線画像検出器を走査可能な形態の光照射手段であり、例えば多数の点状あるいはライン状の発光部が並べられた面状光源や、１つの発光部あるいはライン状の１本の発光部を機械的に移動させることにより、読取光により放射線画像検出器を走査する移動式光源等がある。

さらに、「消去光の波長帯域の光を透過する消去光透過状態」とは、光シャッタ層を透過した光が消去光の波長帯域となる状態であればよく、例えば発光部から射出される光の波長帯域が消去光の波長帯域と同一の波長帯域であれば、少なくともこの波長帯域を透過する状態であればよいし、あるいは発光部から射出される光の波長帯域が消去光の波長帯域より広い場合には、実質的に消去光の波長帯域のみを透過する状態であればよい、なおこの場合であっても放射線画像検出器が感度を有していない波長帯域に関しては、その波長帯域の光を透過しても支障はない。また、同様に「前記読取光の波長帯域の光を透過する読取光透過状態」とは、光シャッタ層を透過した光が読取光の波長帯域となる状態であればよく、例えば発光部から射出される光の波長帯域が読取光の波長帯域と同一の波長帯域であれば、少なくともこの波長帯域を透過する状態であればよいし、あるいは発光部から射出される光の波長帯域が消去光の波長帯域より広い場合には、実質的に消去光の波長帯域のみを透過する状態であればよい、なおこの場合であっても放射線画像検出器が感度を有していない波長帯域に関しては、その波長帯域の光を透過しても支障はない。

前記光シャッタ層は、液晶光シャッタ層であってもよい。また、ゲストホスト式の液晶光シャッタ層あるいはコレステリック式の液晶光シャッタ層であってもよい。

前記発光部は前記消去光の波長帯域の光を射出するものであり、かつ前記読取光の波長帯域は前記消去光の波長帯域の一部であってもよい。

なお、放射線画像検出器に備えられた記録用光導電層と読取用光導電層は別個に設けられた光導電層であってもよいし、１枚の光導電層が記録用光導電層と読取用光導電層の両者を兼ねるものであってもよい。また、読取用光導電層は、電荷輸送性を有する読取用電荷輸送性光導電層であってもよい。あるいは、上述の特許文献１に記載されたように、記録用光導電層と読取用光導電層との間に電荷輸送層が設けられていてもよい。

本発明の放射線画像検出システムでは、前記消去光の波長帯域および前記読取光の波長帯域を含む波長帯域の光を射出する発光部を有する光照射手段と、前記発光部と前記放射線画像検出器との間に配置され、前記消去光の波長帯域の光を透過する消去光透過状態と、前記読取光の波長帯域の光を透過する読取光透過状態とを切り換える光シャッタ層とを備えているため、１種類の発光部を用いて、読取光と該読取光とは波長帯域の異なる消去光とを放射線画像検出器へ照射することができる。

前記光シャッタ層が、液晶光シャッタ層であれば薄膜状に形成でき、また機械的な可動部がないため、発光部と放射線画像検出器との間に、コンパクトに配設することができる。

前記液晶シャッタが、ゲストホスト式の液晶光シャッタ層あるいはコレステリック式の液晶光シャッタ層であれば、読取光透過状態と消去光透過状態とを電圧印加により容易に切り換え制御でき、制御部も含めて安価に消去光透過状態と読取光透過状態とを切り換えることのできる光シャッタ層を実現できる。

前記発光部が前記消去光の波長帯域の光を射出するものであり、かつ前記読取光の波長帯域が前記消去光の波長帯域の一部であれば、消去光透過状態は、光をほぼ遮光しない透明な状態であればよく、光シャッタ層の構成を簡易化できる。

以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出システムを適用した実施の形態である放射線画像記録読取装置１について説明する。図１に示すように、放射線画像記録読取装置１は放射線Ｌ１を射出する放射線源５と、放射線源５から射出され、被写体６を透過した放射線Ｌ１の照射により被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出器１０と、放射線画像検出器１０に記録された放射線画像を読み取るための読取光Ｌ２および残存電荷を消去するための消去光である白色光Ｌ３を放射線画像検出器１０に照射する面状光源２０と、放射線画像検出器１０の面状光源２０側に設けられた絶縁層１９と、該絶縁層１９と面状光源２０との間に設けられた光シャッタ層２９と、読取光の照射により放射線画像検出器１０において発生した電流を検出する電流検出回路３１が多数設けられた電流検出部３０と、放射線画像を記録する際および残存電荷を消去する際に、放射線画像検出器１０に電圧を印加する電圧源４０と、放射線画像検出器１０の後述する第１の電極層１１および第２の電極層１５の接続先を切り換えるスイッチ手段５０と、放射線源５、面状光源２０、光シャッタ層２９、電流検出部３０、電圧源４０およびスイッチ手段５０へ接続され、各部位の動作を制御する制御手段６０とを備えている。

放射線画像検出器１０は、被写体６の放射線画像を担持した放射線Ｌ１を透過する第１の電極層１１と、第１の電極層１１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層１２と、記録用光導電層１２において発生した潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層１３と、読取光Ｌ２の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層１４と、および読取光Ｌ２を透過する第２の電極層１５をこの順に積層してなるものである。また、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との間には、記録用光導電層２内で発生した潜像電荷を蓄積する蓄電部１６が形成されている。

第１の電極層１１としては、放射線Ｌ１を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ_２）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができる。

第２の電極層１５は、図１に示すように、白色光である消去光Ｌ３を透過し、線状に延びる多数の補助線状電極１５ａと、青色光である読取光Ｌ２を遮光し、線状に延びる多数の読出線状電極１５ｂとが交互かつ平行に配列された第２の電極層である。読出線状電極１５ｂは、読取光Ｌ２を遮光するＡｌ、Ｃｒなどの金属から形成されている。また、補助線状電極１５ａは、第１の電極層１１と同様の材料で形成することができ、読取光Ｌ２を透過するものである。読出線状電極１５ｂについても、補助線状電極１５ａと同様の材料により形成し、その後、読取光Ｌ２を遮光するようにＡｌ、Ｃｒなどの金属によりコーティングするようにしてもよい。

また、第２の電極層１５における読出線状電極１５ｂには、上記読出線状電極１５ｂにより読み出された電荷を検出するためのチャージアンプ３１がそれぞれ接続されている。

記録用光導電層１３は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは５００μｍ程度が適切である。

電荷輸送層１３としては、第１の電極層１１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０^２以上、望ましくは１０^３以上）、かつ読取光Ｌ２の照射により電荷を発生する光導電性を有するであればよく、例えばＳｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ｔｅ−Ａｓ、Ｓｅ−Ｔｅ−Ｐ、Ｓｅ−Ａｓ等を主成分とする合金、あるいは、ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ等の半導体物質が適当である。

読取用光導電層１４としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、例えば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine）、ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは１０μｍ程度が適切である。なお、各層の積層方向をＺ、読出線状電極の長手方向をＸ、ＺＸ平面と垂直な方向をＹ方向とする。

また、放射線画像検出器１０の層構成は上記のような層構成に限定されるものではなく、種々の構成が考えられる。例えばブロッキング層等を、層間に含むものであってもよい。あるいは、第１電極層／記録用兼読取用の光導電層／第２電極層からなり、光導電層と第２導電極層との界面に蓄電部が形成される放射画像検出器（Medical Physics,Vol.16,No.1,Jan/Feb 1989;P105-P109参照）であってもよい。また、電荷輸送層および読取用光導電層の代わりに、読取用電荷輸送性光導電層を備える放射線画像検出器等であってもよい。また、記録用光導電層と第１の電極層との間に結晶化防止膜あるいはブロッキング層（絶縁膜）が設けられている放射線画像検出器であってもよい。また各層の材料についても上記各層の作用と同等の作用を有するものであれば上記以外の材料を利用するようにしてもよい。

そして、上気のように構成された放射線画像検出器１０には、図１に示すように、第２の電極層１５側に面状光源２０が設けられている。また、放射線画像検出器１０の絶縁層１９と面状光源２０との間には、光シャッタ層２９が設けられている。

面状光源２０は、図２に示すように、多数の微小ＥＬ発光体２１とガラス製の基板２２と、該微小ＥＬ発光体２１と基板２２との間に設けられたレンズ部２３から構成されている。各微小ＥＬ発光体２１は、透明線状電極２４と、ＥＬ層２５と、平板電極２６とからなる。

この面状光源２０としては、以下のようにして製造されたものを使用する。先ず、ガラス製の基板２２の微小ＥＬ発光体２１が配される側の面に、プレス成形により、多数の微小凹状溝を１００μｍピッチで形成する。なお、この微小凹状溝は、線状電極１５ａおよび１５ｂと垂直な方向であるＹ方向へ延ばされている。

次に、基板２２に、絶縁層２７を塗布などによって製膜する。この絶縁層２７としては、耐エッチング性の強いものを使用する。また、絶縁層２７として、屈折率の適当な材質（本例においては、ガラス製の基板２２よりも屈折率の大きなもの）を選ぶことにより、基板２２との界面で光が屈折し、シリンドリカルレンズ２３となる。

次に、シリンドリカルレンズ２３（絶縁層２７）上に、アモルファス状光透過性酸化膜を製膜した後、各微小凹状構造の光学中心が電極の中心と合致するように、エッチング処理を行って、透明線状電極２４を形成する。

次に、基板２２の透明線状電極２４側にＥＬ層２５を製膜する。このＥＬ層２５は、無機材料で形成された無機ＥＬ層であってもよいし、有機材料で形成された有機ＥＬ層であってもよい。

最後にＥＬ層２５上に平板電極２６が形成されるように導電層を製膜する。平板電極２６は、ＥＬ層２５から発せられるＥＬ光を略全反射させるＭｇＡｇで形成するのが好ましい。なお、本実施の形態においては、ＥＬ層として４００nm〜７００nmの波長帯域の光を射出する白色ＥＬ層が用いられている。

面状光源２０と放射線固体検出器１０は、絶縁層１９および後述する光シャッタ層２９を介して、対向し、かつ放射線画像検出器１０の補助線状電極１５ａ、１５ｂと面状光源２０の透明線状電極２４とが直交するように貼り合わされ、一体化される。

また、面状光源２０の各透明線状電極２４および平板電極２６は、制御手段６０に接続される。制御手段６０は、各透明線状電極２４を順次切り替えながら、夫々の透明線状電極２４と平板電極２６との間に所定の直流電圧を印加する。この直流電圧の印加により透明線状電極２４と平板電極２６とに挟まれたＥＬ層２５からＥＬ光が発せられる。透明線状電極２４はライン状（線状）になっているから、透明線状電極２４を透過したＥＬ光はライン状の読取光として利用できる。つまり、面状光源２０としては、透明線状電極２４、ＥＬ層２５および平板電極２６からなる微小ＥＬ発光体２１が多数配列されたものとして構成され、透明線状電極２４を順次切り替えてＥＬ層２５からＥＬ発光させることにより、ライン状の読取光で放射線画像検出器１０を電気的に走査することができるようになる。

このようにして構成された放射線画像記録読取装置１においては、各微小ＥＬ発光体２１のＥＬ層２５から発せられたＥＬ光が透明線状電極２４、絶縁層２７および基板２２を順次透過し、検出器１０の絶縁層１９に入射し、該絶縁層１９を透過して第２の電極層１５に入射する。

光シャッタ層２９は、ゲストホスト方式の液晶光シャッタ層である。ゲストホスト方式の液晶素子では、液晶中に二色性色素を溶解させた液晶組成物をセル中に封入し、これに電場を与え、電場による液晶の動きに合わせて、二色性色素の配向を変化させ、セルの吸光状態を変化させることによって透過させる光の波長帯域を変化させることができる。このようなゲストホスト方式については、例えば、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」（Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒ著、Ｄ．Ｄｅｍｕｓ，Ｊ．Ｇｏｏｄｂｙ，Ｇ．Ｗ．Ｇｒａｙ，Ｈ．Ｗ．Ｓｐｉｅｓｓ，Ｖ．Ｖｉｌｌ編、Ｖｏｌ．２Ａ，Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ社、１９９８年）の第３．４章、第２５７〜３０２頁に詳細な記載がある。また、液晶素子に利用される二色性色素に関しては、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ」（Ａ．Ｖ．Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ社、１９９４年）に詳細な記載がある。また、光シャッタ層２９は、制御手段６０の制御により、可視光の波長帯域の光をほぼ透過する消去光透過状態と、４００nm〜５００nmの波長帯域の光を透過する読取光透過状態とが切り換わるものである。

電圧源４０は、その電圧のＯＮ、ＯＦＦおよび電圧の大きさは制御手段６０により制御される。また、電流検出部３０は、第２の電極層１５の各読出線状電極１５ｂに接続された多数のチャージアンプ３１を有している。

また、スイッチ手段５０は、読出線状電極１５ｂ、補助線状電極１５ａおよび第1の電極層１１の接続先を切り換えるスイッチであり、図１に示すように、ａ端子には電圧源４０の負極側の端子が接続され、ｃ端子にはアースが接続されている。また、ｄ端子には、放射線画像検出器１０における第１の電極層１１が接続され、ｅ端子には、第2の電極層１５の各補助線状電極１５ａが接続されている。なお、ｂ端子には、後述する記録時のみ各読出線状電極１５ｂが接続され、かつｂ端子とｃ端子が接続されて、読出線状電極１５ｂが接地される。

このスイッチ手段５０は、放射線画像検出器１０による放射線画像の消去、記録および読取の際に切換えられる。このスイッチ手段５０の切換えは、制御手段６０により制御される。

次に、上記放射線画像記録読取装置１の動作について説明する。まず、本放射線画像記録読取装置１においては、放射線画像検出器１０へ放射線画像を記録する前に、前回に放射線画像検出器１０から放射線画像を読み取った後に放射線画像検出器１０に残存した電荷を消去する動作を行う。以下に、その残存電荷の消去の作用について詳細に説明する。図３は、放射線画像検出器１０における残存電荷の消去の作用を説明するための模式図である。

後述するように、放射線画像検出器１０では、放射線画像の記録時に、放射線画像検出器１０の第１の電極層１１が負の電位に、第２の電極層１５が正の電位となるように記録用電圧を印加し、被写体６を透過した放射線を放射線画像検出器１０に照射する。すると、放射線画像検出器１０の記録用光導電層１２内で正と負の電荷対が発生し、この電荷対のうち正の電荷は負に帯電した第１の電極層１１に向かって移動し、第１の電極層１１における負の電荷と結合して消滅する。一方、上記のようにして発生した電荷対のうち負の電荷は正に帯電した第２の電極層１５に向かって移動するが、電荷輸送層１３は正の電荷に対して導体として作用し、負の電荷に対しては絶縁体として作用するため、上記負の電荷は、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１６に潜像電荷として蓄積される。

しかし、記録された放射線画像を読み取った後には、読み取られなかった負の電荷が蓄電部１６に残存し、またこの負の電荷とつりあうように正の電荷が電荷輸送層１３にトラップされている。

上記のような残存電荷を消去するため、本放射線画像記録読取装置１においては、まず、制御手段６０によりスイッチ手段５０のｃ端子とｅ端子とが接続され、第２の電極層１５の補助線状電極１５ａが接地される。

また、ａ端子とｄ端子が接続され、第１の電極層１１へ電圧源４０の負極側が接続される。制御手段６０により電圧源４０が制御され、第１の電極層１１が負の電位となるように電圧が印加される。なお、この際に印加される電圧の大きさは、放射線画像検出器１０への放射線画像の記録の際に第１の電極層１１と第２の電極層１５との間に印加される記録用電圧の１／１０〜１／１０００程度であることが望ましく、より望ましくは１／１００程度である。本実施の形態では、放射線画像の記録用電圧を５ｋＶ程度とし、残存電荷の消滅の際の電圧を５０Ｖ程度としている。

また、制御手段６０は、光シャッタ層２９を制御して、可視光の波長帯域の光をほぼ透過する消去光透過状態とする。さらに、制御手段６０は、面状光源２０を制御し、全ての微少ＥＬ発光体２１を同時に発光させ、白色光である消去光Ｌ３を射出させる。

第２の電極層１５側から消去光Ｌ３が照射されることにより、読取用光導電層１４内が導電性を呈し、電荷が容易に移動可能となるため、蓄電部１６に残存している負の残存電荷は読取用光導電層１４内を移動して、正電荷と結合して、残存電荷が消去される。

また、消去光Ｌ３には青色波長帯域あるいは緑色波長帯域の光に比べ、放射線画像検出器１０内への浸透度の深い赤色波長帯域の光が含まれている。消去光Ｌ３はこのため、読取用光導電層１４に容易に浸透し、残存電荷は効率よく消去される。

なお、電圧源４０により、第１の電極層１１が負の電位となるように電圧が印加されているので、この電圧印加により形成された電界により、蓄電部１６に残存している残存負電荷と読取用光導電層１４側にトラップされている正電荷との結合がより促進されて、残存電荷が効率よく消滅する。

上記のような作用により、放射線検出器１０内に残存していた残存電荷は、効率よく消去される。

次に、上記実施の形態の放射線画像記録読取装置における放射線画像の記録および読取動作につい簡単に説明する。図４は、放射線画像検出器１０における放射線画像の記録および読出し動作を説明するための模式図である。なお、説明を簡単にするために、スイッチ部５０の動作の詳細な説明は省略する。

放射線画像の記録は、まず、図４の（Ａ）に示すように、制御手段６０により放射線画像検出器１０の第１の電極層１１と第２の電極層１５との間に記録用電圧が印加される。このとき印加される記録用電圧の大きさは、５ｋＶ程度であり、第１の電極層１１が負の電位に、第２の電極層１５が正の電位となるように印加される。そして、この記録用電圧の印加の後、放射線源５から放射線を射出させ、被写体６を透過した放射線を放射線画像検出器１０に照射する。すると、放射線画像検出器１０の記録用光導電層１２内で正と負の電荷対が発生し、この電荷対のうち正の電荷は負に帯電した第１の電極層１１に向かって移動し、第１の電極層１１における負の電荷と結合して消滅する。一方、上記のようにして発生した電荷対のうち負の電荷は正に帯電した第２の電極層１５に向かって移動するが、電荷輸送層１３は正の電荷に対して導体として作用し、負の電荷に対しては絶縁体として作用するため、上記負の電荷は、図４（Ａ）に示すように、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面である蓄電部１６に蓄積される。

次に、上記のようにして放射線画像検出器１０に記録された放射線画像を読取る際の作用について説明する。図４（Ｂ）に示すように、第１の電極層１１および第２の電極層１５における補助線状電極１５ａは接地され、読出線状電極１５ｂはチャージアンプ３１にそれぞれ接続される。

また、制御手段６０は、光シャッタ層２９を制御して、４００nm〜５００nmの波長帯域の光を透過する読取光透過状態とする。さらに、制御手段６０は、放射線画像検出器１０の第２の電極層１５の読出線状電極１５ｂと直交するように配列されているライン状の各微小ＥＬ発光体２１が順次発光するように面状光源２０を制御する。

各微小ＥＬ発光体２１から発せられた白色光は透明線状電極２４、絶縁層２７および基板２２を順次透過し、さらに光シャッタ層２９および絶縁層１９を透過して、検出器１０の補助線状電極１５ａに入射する。なお、光シャッタ層２９は、４００nm〜５００nmの波長帯域の光を透過する読取光透過状態であるため、各微小ＥＬ発光体２１から発せられた白色光は、光シャッタ層２９を透過すると、青色光である読取光Ｌ２となる。

なお、ＥＬ発光体２１から発せられた白色光は多少の拡がり幅を持っているが、白色光が絶縁層２７を透過し、微小凹状構造が形成された基板２２の界面９１に入射することによって一方の方向に収束されるので、ＥＬ発光体２１から発せられ透明線状電極２４を透過した白色光は補助線状電極１５ａの長手方向において読取位置に集光されるようになる。この際、集光性のよくない、５００ｎｍ以上の波長帯域の光は光シャッタ層２９により遮光されるため、青色光である読取光Ｌ２は、読取位置において、非常に細いライン状に集光される。

上記の制御により読取光Ｌ２が照射されると、読取光Ｌ２は第２の電極層１５の補助線状電極１５ａを透過して読取用光導電層１４に照射され、図４（Ｂ）に示すように、読取用光導電層１４において電荷対が発生する。

そして、その電荷対のうち正の電荷は読取用光導電層１４を通過して蓄電部１６の負の電荷と結合して消滅する。一方、読取用光導電層１４において発生した電荷対のうち負の電荷は第２の電極層１５に帯電された正の電荷に向かって移動する。そして、第２の電極層１５における補助線状電極１５ａに帯電した正の電荷と結合するとともに、読出線状電極１５ｂに帯電した正の電荷ともチャージアンプ３１を介して結合する。チャージアンプが上記青色光Ｌ２の走査に応じて所定のタイミングで順次スイッチングされることにより放射線画像を構成する画素毎の電気信号が各チャージアンプ３１から順次出力される。

上記の説明で明らかなように、放射線画像記録読取装置１においては、残存電荷の消去を行う際には、微小ＥＬ発光体２１から消去光Ｌ３の波長帯域である４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域の光が射出され、光シャッタ層２９が、制御手段６０の制御により、可視光の波長帯域の光をほぼ透過する消去光透過状態となるため、波長４００nm〜７００nmの白色光である消去光Ｌ３が放射線画像検出器１０に照射される。また放射線画像の読取を行う際には、光シャッタ層２９が、制御手段６０の制御により、４００nm〜５００nmの波長帯域の光を透過する読取光透過状態となるため、波長４００nm〜５００nmの青色光である読取光Ｌ２が放射線画像検出器１０に照射される。このため、従来必要であった青色光である読取光のみを射出する発光部は不要になり、白色光を射出する発光部のみを用いて、白色光である消去光と、青色光である読取光とを放射線画像検出器へ照射することができる。

また、光シャッタ層として、ゲストホスト式の液晶光シャッタ層を用いたため、コンパクトな構成で、かつ安価に消去光透過状態と読取光透過状態とを切り換えることができる。

なお、４００nm〜５００ｎｍの波長帯域の青色光である読取光Ｌ２は、シリンドリカルレンズ２３により補助線状電極１５ａの長手方向（Ｘ方向）において集光される。これにより、各微小ＥＬ発光体２１のＥＬ層２５から発光されたＥＬ光の、補助線状電極１５ａ上でのビームサイズを、補助線状電極１５ａの長手方向において画素サイズ同等以下とすることができる。このため、補助線状電極１５ａの長手方向の隣接画素位置を照射する虞れがなく、したがって、再生画像にボケが生じることもない。

また、上気実施の形態においては、多数のライン状の微少ＥＬ発光体２１が配列した面状光源２０を用いたが、このような構成に限らず、例えば多数の点状の微少ＥＬ発光体が並べられた面状光源や、１つの点状の微少ＥＬ発光体あるいはライン状の１本の微少ＥＬ発光体を機械的に移動させる構成を有する光源を用いてもよい。

さらに、本実施の形態においては、光シャッタ層２９を、放射線画像検出器１０の面状光源２０側に設けられた絶縁層１９と面状光源２０との間に設けたがこれに限定するものではなく、光シャッタ層は、放射線画像検出器１０と光源（発光部）の間であれば、いかなる位置に設けられもよい。例えば、図５に示すように、多数の微小ＥＬ発光体２１の上にガラス製の基板７０を設け、該ガラス製の基板７０の上側に微少凸状シリンドリカルレンズ７１を配置する場合であれば、基板７０と微少凸状シリンドリカルレンズ７１との間に光シャッタ層７２を配設してもよい。

また、光シャッタ層として、本実施の形態ではゲストホスト型の液晶光シャッタ層を用いたがこれに限定されるものではなく、読取光を透過する読取光透過状態と、消去光を透過する消去光透過状態とを切り換え可能であれば、いかなる形態の光シャッタ層であってもよい。具体的には、スメチック液晶や、コレステリック液晶を用いた液晶光シャッタ層を用いることもできる。

本発明の実施の形態である放射線画像記録読取装置の概略構成図 面状光源および光シャッタ層の概略構成図 図１に示す放射線画像記録読取装置の放射線画像検出器における消去の動作を説明するための模式図 図１に示す放射線画像記録読取装置の放射線画像検出器における記録および読取の動作を説明するための模式図 他の面状光源および光シャッタ層の概略構成図

符号の説明

５ 放射線源
６ 被写体
１０ 放射線画像検出器
１１ 第１の電極層
１２ 記録用光導電層
１３ 電荷輸送層
１４ 読取用光導電層
１５ 第２の電極層
１６ 蓄電部
１９ 絶縁層
２０ 面状光源
２１ 微小ＥＬ発光体
２３ シリンドリカルレンズ
２９ 光シャッタ層
３０ 電流検出部
３１ チャージアンプ
４０ 電圧源
５０ スイッチ手段
６０ 制御手段

Claims (5)

1. 放射線画像を担持した放射線または記録光を透過する第１の電極層と、前記第１の電極層を透過した放射線または記録光の照射により、導電性を呈した該放射線の照射量に応じた電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により導電性を呈する読取用光導電層と、前記読取光を透過する第２の電極層とを有し、前記蓄電部に潜像電荷として放射線を記録する放射線画像検出器を有し、
   前記読取光により前記放射線画像検出器を走査して、蓄電部に蓄積された電荷を読み取り、また消去光を前記放射線画像検出器へ照射することにより残存電荷を消去する放射線画像検出システムにおいて、
   前記消去光の波長帯域と前記読取光の波長帯域が異なるものであり、
   前記消去光の波長帯域および前記読取光の波長帯域を含む波長帯域の光を射出する発光部を有する光照射手段と、
   前記発光部と前記放射線画像検出器との間に配置され、前記消去光の波長帯域の光を透過する消去光透過状態と、前記読取光の波長帯域の光を透過する読取光透過状態とを切り換える光シャッタ層とを備えたことを特徴とする放射線画像検出システム。
2. 前記光シャッタ層が、液晶光シャッタ層であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出システム。
3. 前記液晶シャッタが、ゲストホスト式の液晶光シャッタ層であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像検出システム。
4. 前記液晶シャッタが、コレステリック式の液晶光シャッタ層であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像検出システム。
5. 前記発光部が前記消去光の波長帯域の光を射出するものであり、かつ前記読取光の波長帯域が前記消去光の波長帯域の一部であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の放射線画像検出システム。

Images