JP2018525615A - 蓄光板リーダ - Google Patents

Abstract

本発明は、刺激手段（１、１０）、読み取りユニット（２）、および蓄光板を駆動する機構を備えるデジタルラジオグラフィー蓄光板リーダ（４）に関する。読み取りユニットは、ライン転送速度が蓄光板の駆動速度に相関するＴＤＩセンサを含む。蓄光板リーダは、コストおよび必要とする空間を削減しながら、高読み取り効率および高空間分解能を達成するように最適化される。

Description

本発明は、特に医療分野のコンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）において用いられる蓄光板リーダに関する。

蓄光板は、インプリントされる（以下、記録されると示す）画像を、記録放射によって励起状態に置かれた当該蓄光板内の電子の形状で、Ｘ線等の記録放射によってこの蓄光板に記憶するものである。蓄光板のある地点において励起状態にある電子数は、蓄光板のこの地点において受け取られた記録放射量の増加関数である。したがって、画像は、蓄光板の異なる地点間において受け取られるこの記録放射量の変動から生じる。画像は、このようにして、励起状態にある電子の数の空間的変動の形で蓄光板に記録される。

画像読み取りは、その後、刺激エネルギーを加えることによって実行される。当該刺激エネルギーは、記録後に蓄光板内で励起状態にある電子を、なお一層高いエネルギー状態に遷移させるが、このエネルギー状態は不安定である。これらの電子は、その後、上記の不安定な状態から基底状態に自然に戻り、燐光放射を発する。この燐光放射によって形成される蓄光板の画像を撮像することが、蓄光板の読み取り動作である。

このようにして、燐光の原理によって、刺激エネルギーが刺激光の形で加えられる場合、燐光放射の波長は、刺激光の波長とは異なり、刺激光の波長より短いことが多い。特に、Ｘ線撮像用の特定の蓄光板の場合、刺激光は赤色光であり、約６３０ｎｍ（ナノメートル）から７００ｎｍの間に含まれる波長に相当するが、燐光放射は青色であり、約３８０ｎｍから４５０ｎｍの間に含まれる波長に相当する。

欧州特許第１，３５６，２６７号明細書には、いくつかの蓄光板リーダが記載されている。特に、欧州特許第１，３５６，２６７号明細書には、光ファイバーフェースプレートを用いて燐光放射を収集するリーダと、読み取り中の画像を撮像するための電荷結合素子画像アレイセンサ（頭文字ＣＣＤで一般に周知である）とが記載されている。

この従来技術から、本発明の目的は、読み取り効率を向上させる新規の蓄光板リーダを提供することにある。本発明の文脈において、蓄光板の読み取り効率とは、この蓄光板の１つかつ同一の地点における、当該蓄光板への画像の記録中に励起状態に置かれた電子の数に対する、蓄光板リーダによって検出される燐光放射の光子の数の比率を意味する。言い換えれば、本発明は、読み取り感度が向上した蓄光板リーダを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、以下の特性の少なくとも１つが向上した蓄光板リーダを提供することにある。すなわち、短い読み取り作業時間、より鋭敏な読み取り空間分解能、蓄光板リーダの低費用原価、蓄光板リーダが必要とする空間が少ない点、および様々な幅の蓄光板に容易に適合できるリーダモデルである。

これらの目的またはその他の目的の少なくとも１つを実現するために、本発明の第１の態様は、
読み取り中の蓄光板の横方向ストリップ全体へ刺激エネルギーの流れを向ける刺激手段と、
少なくとも１つの読み取りユニットであって、上記刺激エネルギーの流れに反応して上記蓄光板の一部によって生成される燐光放射を収集する入射窓を備え、さらに少なくとも１つの画像センサと、上記燐光放射を上記入射窓から上記画像センサに伝達するために配置される光学システムとを備える少なくとも１つの読み取りユニットと、
駆動機構であって、読み取り中の上記蓄光板が上記刺激手段および上記読み取りユニットの上記入射窓の前を通過するように、当該蓄光板を平行移動で誘導および駆動可能な駆動機構と、
を備える蓄光板リーダを提案する。

これにより、上記画像センサは、読み取り中の上記蓄光板の上記横方向ストリップ全体の画像を、上記蓄光板が平行移動で駆動される間に撮像し、この画像は、上記燐光放射によって形成される。特に、読み取り動作の速度を規定するのは、この横方向ストリップ全体の同時読み取りである。

本発明の別の特性によれば、上記画像センサは、「時間差積分」アレイセンサ型である。したがって、蓄光板リーダは、当該時間差積分画像アレイセンサが上記駆動機構による上記蓄光板の駆動速度と同等かつ相関するライン転送速度を有するように調整される。

本発明の第１の実施形態において、上記刺激手段は、読み取り中の上記蓄光板の上記平行移動の方向において上記読み取りユニットの上記入射窓の下流に配置され、それにより、上記刺激エネルギーの流れを上記蓄光板に対して刺激光のビームとして向ける。この刺激光のビームは、それから、上記蓄光板のうち上記読み取りユニットと同じ側に入射し、読み取り中の上記蓄光板の上記横方向ストリップ全体に同時に拡散し、上記蓄光板の上記平行移動の方向においてこの読み取りユニットの上記入射窓の上流まで至る。この場合、有利な構成として、上記刺激手段は、この刺激光のビームの伝播ベクトルが、上記蓄光板に垂直な方向に対して、上記読み取りユニットの上記入射窓の方向へ傾斜しているようにして、上記刺激光のビームを読み取り中の上記蓄光板へ向けることができてもよい。

読み取り中の蓄光板の１つかつ同一の側に読み取りユニットおよび光刺激手段があるならば、燐光放射を反射する背面を備えた蓄光板を使用できる。これにより、読み取り効率は２倍になる。蓄光板の背面側に向かって放射される燐光光子が読み取りユニットの方向に反射されるからである。

これらの第１の実施形態における有利な構成として、上記読み取りユニットは、フィルタ要素をさらに備え、当該フィルタ要素は、上記光学システムと上記時間差積分画像アレイセンサとの間、または上記入射窓に配置されており、上記刺激光に対して選択的に上記燐光放射を伝達するよう調整してもよい。以上のように、撮像される画像は、読み取りユニット内に入り込むとともに画像センサに達するであろうかなりの量の刺激光によって乱されることがない。好ましくは、上記フィルタ要素は、アルミン酸コバルト（コバルトブルーとも称される）、または錫酸コバルト（セルリアンブルーとも称される）等の金属酸化物に基づく無機物を含んでもよい。実際、無機光フィルタ顔料は、有機顔料よりも蛍光性が低く、そのため、有機顔料は、有機フィルタ自体からの蛍光に対してさらなるフィルタを用いることを必要とする。

本発明の第２の実施形態において、上記刺激手段は、読み取り中の上記蓄光板の、上記読み取りユニットとは反対の側に配置され、それにより、上記刺激エネルギーの流れをこの蓄光板に対して熱流として向けるものであり、当該熱流は、この横方向ストリップが上記読み取りユニットの上記入射窓の前を通過するあいだ、かつ任意で当該通過前にも、上記横方向ストリップ全体において温度を同時に上げる。これらの第２の実施形態は、読み取り効率が２倍になる反射蓄光板の使用にも適合する。

本発明に係る蓄光板リーダの好ましい実施形態において、以下の改良点の少なくとも１つを、単独で、または以下のいくつかと組み合わせて用いてもよい。

‐上記時間差積分画像アレイセンサは、電荷結合素子画像センサ型、またはＣＣＤ型であり、優先的には、薄型化され、かつこのセンサの基板の背面を介して上記燐光放射を受光できる電荷結合素子画像センサ型であってもよい。これにより、蓄光板リーダの感度をさらに高めることができる。

‐蓄光板リーダの動作中に時間差積分画像アレイセンサによって行われるライン転送を、同時に駆動手段を制御するクロックと同期させ、それにより、刺激手段、および読み取りユニットの入射窓の前において読み取り中の蓄光板の駆動速度を設定してもよい。これにより、画像センサのライン転送速度は、蓄光板の駆動速度と正確に相関させることができる。

‐読み取りユニットの光学システムは、読み取りユニットの入射窓において、０．７０より大きく、好ましくは、０．９０より大きい開口数を有してもよい。燐光放射の収集効率は、このようにして向上され得、それ故に読み取り効率も向上され得る。

‐上記読み取りユニットの上記光学システムは、横方向のサイズが読み取り中の上記蓄光板の上記横方向ストリップの長さ以上である光ファイバーフェースプレートを備え、上記光ファイバーフェースプレートの上記横方向のサイズと、上記横方向ストリップの長さとは、読み取り中の上記蓄光板の平行移動駆動方向に垂直に測定されてよい。さらに、上記光ファイバーフェースプレートは、時間差積分画像アレイセンサの列の長さ以下である長さ方向のサイズを有し、上記光ファイバーフェースプレートのこの長さ方向のサイズ、および上記列の長さは、読み取り中の上記蓄光板の上記平行移動駆動方向に平行に測定されてよい。この場合、および上記刺激エネルギーが光として供給される場合、上記光ファイバーフェースプレートの上記光ファイバーは、上記読み取りユニットの上記入射窓を通過した上記刺激光の一部を吸収する間、上記燐光放射を選択的に伝達可能な物質によって少なくとも部分的に構成されてもよい。

‐読み取り中の上記蓄光板の上記横方向ストリップが、当該蓄光板の平行移動駆動方向に垂直である横方向に、２０ｍｍより大きい、好ましくは２８ｍｍより大きい広がりを有し、上記横方向ストリップの画像が、上記蓄光板が上記蓄光板リーダを一回通過する間に燐光放射によって形成されかつ撮像されるよう、上記刺激手段および上記読み取りユニットが調整されてもよい。

‐読み取りユニットは、互いに平行に配置され、かつ、上記蓄光板の駆動方向に対して横方向にずらされたいくつかの画像センサを含み、それによって、読み取り中の蓄光板の複数の横方向ストリップの全断片長を増加させてもよい。読み取り中の蓄光板の複数の横方向ストリップの画像が、燐光放射によって形成され、蓄光板リーダにおける蓄光板の１回の通過中に撮像される。
本発明の第２の態様は、
‐本発明の第１の態様に係る蓄光板リーダと、
‐当該蓄光板リーダに導入できる少なくとも１つの蓄光板であって、この蓄光板は燐光物質の層を含んでおり、当該燐光物質は、あらかじめ画像記録放射にさらされた上記蓄光板の複数の部分において、当該燐光物質を照射する刺激光に反応して、または当該燐光物質の加熱に反応して、燐光放射を生成するのに適しており、当該燐光放射と上記刺激光とは異なる波長を有し、当該蓄光板は、当該燐光放射を反射するのに適した物質の層をさらに含み、当該層は、上記燐光物質の層に平行に、かつ、上記蓄光板が上記蓄光板リーダに導入された際には上記読み取りユニットの反対側に位置するよう配置されている、少なくとも１つの蓄光板と、を備える。

本発明の第３の態様は、蓄光板の読み取り方法であって、当該方法は、本発明の第２の態様に係る蓄光板読み取りセットを用いて、上記蓄光板にあらかじめ記録された画像を、上記蓄光板リーダにおける上記蓄光板の１回目の通過中に読み取り、上記燐光放射によって形成された上記蓄光板の原画像を撮像する、ステップを含む。本発明の上記方法は、以下の２つの修正ステップのうち、少なくとも１つのステップをさらに含み、当該２つの修正ステップは、
（ｉ）装置に起因する不備を取り除くプロセスであって、上記１回目の通過の後に実行される、当該蓄光板リーダにおけるこの蓄光板の２回目の通過中に、同一の上記蓄光板に上記蓄光板リーダを再度用いて、上記蓄光板の背景画像を撮像し、それから上記原画像から当該背景画像を取り去る工程を含む、プロセス、および、
（ｉｉ）局所的補正をするプロセスであって、上記蓄光板の上記蓄光板リーダにおける上記１回目の通過中に、上記読み取りユニットによって上記蓄光板における上記画像の複数の地点の少なくともいくつかに対して撮像された強度を、上記画像のこれら複数の地点のうちいくつかの異なる値を有する応答関数によって乗算または除算する工程を含むプロセス、である、蓄光板の読み取り方法を提案する。

本発明の他の諸構成および諸利点は、添付図面を参照して、以下の限定的でない諸実施形態の例の説明において明らかになる。
本発明に係る蓄光板リーダの下からの透視図である。 本発明に係る蓄光板リーダの断面図である。 本発明に係る蓄光板リーダの制御方法を示す。 本発明の好ましい実施形態に係る蓄光板リーダの読み取りユニットの断面である。 図１ａおよび図１ｂに係る、蓄光板リーダにおいて読み取り中の蓄光板の断面である。 本発明に係る蓄光板リーダにおけるいくつかの画像センサの、考え得る配置を示す。 本発明に係る別の蓄光板リーダの断面図である。

明瞭にするために、図面に表す種々の要素の寸法は、実際の寸法または実際の寸法関係のどちらにも一致しない。さらに、別の図面に示した同一の参照符号は、同一の要素、または同一の機能を有する要素を示す。

図１ａおよび図１ｂに示される参照符号は、以下の意味を有する：
１ 導光体
１０ 刺激光の光源
２ 読み取りユニット
２０ 読み取りユニットの入射窓
２１ 画像センサ
２２ 光学システム
２３ フィルタ要素
３ａ、３ｂ スライド支持部、またはスライド台
３０ａ、３０ｂ 駆動ローラ
３１ａ、３１ｂ 駆動ローラに固定されたピニオン
３２ ステッピングモータ
３３ ウォームネジ状の軸
４ 蓄光板
ＶＥ 読み取り中の蓄光板の平行駆動速度
Ｌ 駆動速度ＶＥに平行であり、かつ駆動速度ＶＥの方向に対して上流から下流に方向付けられた蓄光板リーダの長手方向
Ｔ 長手方向Ｌに垂直な蓄光板リーダの横方向
ＤＴ 蓄光板の横方向の長さ
ＤＬ 画像センサの列の長さ

スライド支持部３ａ、およびスライド支持部３ｂは、同一平面上にあり、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の摩擦係数が低い物質によって、それらの表面が構成されている。スライド支持部３ａおよびスライド支持部３ｂは、当該スライド支持部３ａおよびスライド支持部３ｂ上の蓄光板４を長手方向Ｌに平行に誘導するために、２つの壁（図１ａに図示せず）によって横方向に制限される。蓄光板４は、駆動ローラ３０ａおよび駆動ローラ３０ｂによって、長手方向Ｌに駆動される。駆動ローラ３０ａおよび駆動ローラ３０ｂ自体は、ステッピングモータ３２（図１ｂ）によって、ならびに軸３３、ピニオン３１ａ、およびピニオン３１ｂを介して、回転される。蓄光板４をステッピングモータ３２によって制御された速度ＶＥで正確に駆動するために、駆動ローラ３０ａおよび駆動ローラ３０ｂは、ポリウレタン（ＰＵ）等の滑らない材料で覆われていてもよく、これにより駆動ローラ３０ａおよび駆動ローラ３０ｂと蓄光板４との間の滑りを回避する。スライド支持部３ａおよびスライド支持部３ｂ、駆動ローラ３０ａおよび駆動ローラ３０ｂ、ピニオン３１ａおよびピニオン３１ｂ、ステッピングモータ３２、ならびに軸３３は、蓄光板４用の駆動機構を構成する。駆動機構の他の同等の諸実施形態を代わりに用いてもよい。

２つのスライド支持部３ａおよびスライド支持部３ｂは、これを通して蓄光板４に刺激光が導かれる中間スペースを有し、蓄光板４によって生み出された燐光放射は、読み取りユニット２によって集められる。

導光体１は、ポリカーボネート等の光透過性材料によって構成されてもよく、光源１０によって生み出された刺激光Ｆの流れを全内部反射によって誘導できる。本発明の実施形態において、光源１０は、発光ダイオードであってもよく、刺激光Ｆは、赤色であり得る。導光体１の上流にある光源１０にフィルタをかけて、この光源のスペクトル純度を確保し、それによりフィルタ要素２３の効率を最適化すると有利である。これを以下に説明する。導光体１は、刺激光Ｆを蓄光板４の横方向の長さＤＴ以上の横の広がりを有するビームの形で蓄光板４に誘導できる形状を有する。また、刺激光Ｆのこのビームは、スライド支持部３ａおよびスライド支持部３ｂに垂直な方向に対して傾けられており、その結果、導光体１の出口から蓄光板４へと向かう刺激光Ｆの出現方向は、蓄光板リーダにおける蓄光板４の移動の上流へ向かって斜めになる。言い換えれば、刺激光Ｆのビームは、刺激光Ｆが蓄光板４の表面に達するとき、蓄光板４の駆動速度ＶＥの方向とは反対方向であるビーム伝搬ベクトル成分を有する。

入射窓２０、画像センサ２１、光学システム２２、およびフィルタ要素２３は、読み取りユニット２に属する。読み取りユニット２は、この蓄光板４の少なくとも一部分が例えばＸ線等の記録放射に事前にさらされた後に当該読み取りユニット２が励起光Ｆを受光する際、蓄光板４によって生み出された燐光放射を検出する。蓄光板リーダのこの種類の諸実施形態に関する本発明の特徴によれば、蓄光板４上の１つかつ同一の地点は、まず、読み取りユニット２の入射窓２０の前を通過し、次に、刺激光Ｆが出現する導光体１の出口の前を通過する。言い換えれば、光刺激手段は、読み取り中の蓄光板４の駆動方向（図中で駆動速度の矢印ＶＥで示す）に対して読み取りユニット２の下流に配置される。しかし、図４に関連して後述されるように、蓄光板４は、刺激光Ｆが当該蓄光板４の燐光物質上を、蓄光板リーダにおける蓄光板４の移動とは反対方向に、入射窓２０の前まで、好ましくは速度ＶＥの方向において蓄光板４の上流上限を越えることなく、散乱するように設計される。したがって、燐光放射は、入射窓２０において蓄光板４によって生み出され、この入射窓２０を通して読み取りユニット２によって収集されることができる。

光学システム２２は、読み取り中の蓄光版４が移動する瞬間に入射窓２０の正面に位置している蓄光板４の横方向ストリップを画像センサ２１の感光面と光学的に結合する。蓄光板リーダの諸実施形態によれば、入射窓２０は、物質であってもよいし、または読み取りユニット２の光学システム２２へ燐光放射が入射する地点を単に示してもよい。光学システム２２は、その構成の機能として、いかなる倍率をも有することができる。

しかしながら、燐光放射の収集効率を上げるためには、光学システム２２は、０．７０より大きく、好ましくは０．９０より大きい、大きな開口数を有することが有利である。この目的を達成するために、光学システム２２は、読み取り中の蓄光版４に対して光軸が垂直な光ファイバーフェースプレートを備えてよい（当該光ファイバーフェースプレートは、燐光放射用の入射窓２０から設けることが有利である）。この光学部品は、当業者に周知である。この光学部品は、当該光学部品の２つの平面間で互いに平行に結集されている光ファイバーの断片によって構成されている。この光ファイバーフェースプレートは、単独で用いて光学システム２２を形成してもよいし、または他の撮像部材と組み合わせてもよい。本発明にとって優先的な形で、１に等しい画像倍率を有する光ファイバーフェースプレートが用いられる。蓄光板４の横方向ストリップ全体にわたって蓄光板４の画像を一度の読み取り通過中に撮像するために、光ファイバーフェースプレートは、方向Ｔにおける横のサイズが、蓄光板４の横方向ストリップの長さＤＴ以上であることが好ましい。

本発明の蓄光板リーダに使用された蓄光板の場合、燐光放射は青色可視光である。画像センサ２１を飽和させないため、かつ各蓄光板の読み取り画像のコントラストを高めるためには、入射窓２０を通過する放射を効率的にフィルタにかけて、燐光放射と同時に入射窓２０を通過する赤色刺激光のかなりの部分を除去することが好ましい。この目的を達成するために、光学フィルタ材料の層を、入射窓２０に、または光学システム２２の別の階層に、または画像センサ２１の感光面の前に配置してもよい。刺激光を吸収すると同時に燐光放射に対しては可能な限り透過的であるフィルタ材料として、有機部品を用いることもおそらく可能ではある。しかし、このような有機部品は、一般的にそれ自体が蛍光性であるため、有機化合物から生じる蛍光放射を除去するためには、さらなるフィルタを設ける必要がある。このため、発明者らは、フィルタ要素２３を構成するために、有機化合物、すなわち鉱物の使用を推奨する。そのような鉱物化合物には蛍光性がないからである。この目的を達成するために、特に、アルミン酸コバルト（ＣｏＡｌ_２Ｏ_４）（コバルトブルーとも称する）、または錫酸コバルト（ＣｏＳｎＯ_３）（セルリアンブルーとも称する）を、例えば１０μｍから２０μｍの厚さの層で用いて、フィルタ要素２３を形成してもよい。

上述したような特定のフィルタ要素を用いる代わりに、あるいは当該フィルタ要素の使用と組み合わせて、燐光放射に対して透過性であり刺激光Ｆを吸収する光学材料を、光学システム２２の少なくともいくつかの構成要素に使用できる。特に、光ファイバーフェースプレートが使用される場合、光ファイバーの核を構成する光透過性材料を、高効率で刺激光Ｆ（実施例においては赤色光）を吸収しながら燐光放射（示された実施例においては青色光）を選択的に送るように選択してもよい。ＢＧ３９という名称の青ガラス、およびＢＧ３という名称の青ガラス（ショット社製造）は、フィルタ用光ファイバーの製造に適している。

画像センサ２１は、時間差積分型またはＴＤＩ型アレイセンサである。このようなセンサは、当業者に周知である。ＴＤＩセンサの感光面は、ライン状かつ列状に配置されている感光部材によって構成される。また、感光部材それぞれからの蓄積信号は、列方向に平行に１つのラインから次のラインへ転送される。最後のラインは出力レジスタを形成し、当該出力レジスタを通して像点の各線が読み取られる。このようなセンサの原理によれば、画像の移動とセンサのライン転送とを同時に行いつつ、当該画像をセンサの感光面全体に列に平行に移動させる間、当該画像が撮像させる。このため、読み取り中の蓄光板４は、読み取りユニット２の入射窓２０の前におけるこの蓄光版４の横方向ストリップの全移動の間に、撮像され得る。概して、蓄光板４の駆動速度ＶＥは、ＴＤＩ画像センサのライン転送速度と光学システム２２の倍率との積と等しい必要がある。その意味では、ＴＤＩ画像センサのライン転送速度は、駆動機構による蓄光板４の駆動速度ＶＥと同等であり、かつ蓄光板４の駆動速度ＶＥに相関していると言われている。もちろん、光学システム２２の倍率がマイナスである場合、ライン転送速度および駆動速度ＶＥは、反対方向に方向付けられる。最終的に、光学システム２２の単一の撮像部品が１に等しい倍率の光ファイバーフェースプレートである場合、ＴＤＩセンサのライン転送速度は、蓄光板４の駆動速度ＶＥと等しく、蓄光板４の駆動速度ＶＥと同一方向である必要がある。

図２は、ＴＤＩセンサ２１のライン転送速度と蓄光板４の駆動速度ＶＥとのこのような相関関係を確実にすることを可能にする、開ループ制御アーキテクチャの一例を示すブロック図である。一般的なクロックは、ＴＤＩセンサ２１（ブロック５１）およびステッピングモータ３２（ブロック５３）の動作を同時に同期させる。任意で、分周器は、一方ではクロック５０とＴＤＩセンサ２１の制御機器との間に挿入されてもよく、他方ではクロック５０とステッピングモータ３２の制御機器との間に挿入されてもよい。そのとき、ＴＤＩセンサ２１のライン転送速度（ブロック５２）は、このセンサの動作の同期（ブロック５１）に起因する。同時に、蓄光板４の駆動速度ＶＥ（ブロック５４）は、このステッピングモータ３２の制御（ブロック５３）と、ステッピングモータ３２の基準ピッチ角と、軸３３、ピニオン３１ａ、ピニオン３１ｂ、ならびにローラ３０ａおよびローラ３０ｂの直径によって生み出される速度伝達比とに起因する。このため、当業者は、駆動速度ＶＥとＴＤＩセンサのライン転送速度との必要な相関関係を得るための、クロック５０および必要な分周器のプログラム方法、特にＦＰＧＡ型のプログラマブル論理回路を用いたプログラム方法が分かる。例えば、ＴＤＩセンサ２１の感光面における光検出器の間隔が１４μｍ（マイクロメータ）に等しく、かつ光学システム２２の倍率が１に等しい場合、蓄光板４は、ＴＤＩセンサ２１の各ライン転送サイクルにおいて、７μｍずつ２回、連続的に前進してもよい。ここで、各駆動ローラ３０ａ、駆動ローラ３０ｂのポリウレタン面の蓄光板４に対する圧縮耐性、および蓄光板４自体の厚さ耐性は、５０μｍ未満であるように選択される。これは、ＴＤＩセンサ２１によって撮像される画像と蓄光板４に記録される画像との間の誤差を、光検出器の間隔の半分未満にするためである。蓄光板４が光学システム２２に対して十分に当てられることを確実にし、それによって高解像度を確実にするために、エラストマーで作られたパッドを蓄光板４の上方、入射窓２０の位置に配置するという有利な構成にしてもよい。

もちろん、駆動速度ＶＥとＴＤＩセンサのライン転送速度との相関関係を得るために、他の方法を代わりに用いてもよい。特に、蓄光板４の印または要素を、この蓄光板４から撮像された画像において検出できる。また、ステッピングモータ３２によって生み出された駆動速度ＶＥは、ＴＤＩセンサ２１のライン転送速度と閉ループの相関関係にあってもよい。

光ファイバーフェースプレートの画像フィールドから最大利益を得るためには、光学システム２２が１に等しい倍率を有するとき、光ファイバーフェースプレートの長手方向のサイズ（ＤＬと称され、方向Ｌに平行に測られる）が、ＴＤＩセンサの列の長さ以下であることが有利である。

ＴＤＩセンサは、ＣＣＤ型であってもよい。より高度な光感受性を有するために、ＴＤＩセンサは、優先的に、後面を薄くして、検出対象の放射を当該後面を通して受け取るようにしたＣＣＤセンサ型であってもよい（「背面薄膜化ＣＣＤ」）。このような画像センサは、市販されており、当業者に周知である。

図３は、後面を薄くして、検出対象の放射を当該後面を通して受け取るように構成されたこのようなＣＣＤセンサ上における、光学システム２２を形成するために用いられる光ファイバーフェースプレートの優先的な配置を示す。図３の横断面図において、文字Ｍは、画像センサ２１の薄くされた領域を示す。また、文字Ｐは、画像センサ２１が薄くされていない２つの側面領域を示す。光ファイバーフェースプレートは、両側を機械加工で削り、それによって、光ファイバーフェースプレートの中央部が、薄くされていない２つの領域Ｐ間の、センサの薄くされた領域Ｍの範囲に入り込むようにしてよい。このため、画像センサの感光面の前における光ファイバーの出力において、非常に低い分解能損失で済ませることが可能である。その結果、光ファイバーフェースプレートは、薄くされていない領域Ｐに塗られた不透明な接着剤を用いて接着されることにより、画像センサ２１の所定位置で保持することができる。また、フィルタ要素２３は、画像センサ２１の薄くされた領域Ｍ（画像センサ２１の薄くされた当該領域Ｍと光ファイバーフェースプレートとの間）に配置され得る。ｔは、画像センサ２１の薄くされていない両領域Ｐ間の光ファイバーフェースプレートの中央部の侵入深さを示す。また、ｅは、フィルタ要素２３の厚さを示す。例えば、ｔは、約２８０μｍ（マイクロメータ）に等しくてもよく、ｅは、２０μｍに等しくてもよい。

画像センサ２１によって撮像された画像は、図１ａにＣＰＵと示された処理ユニットに送信され、その後、記録されてもよい、または表示画面上に表示されてもよい。

駆動速度ＶＥが、読み取り中の蓄光版４に伝えられる図４によれば、蓄光板４は、例えば臭化セシウム（ＣｓＢｒ）に基づく燐光物質の層４ａと、アルミニウム（Ａｌ）等の反射物質の層４ｂと、を備える。層４ａは、好ましくはいかなる中間層もなしで、層４ｂ上に存在する。図４は、蓄光板４ａに垂直な方向（Ｎと称される）に対して傾斜した励起光Ｆのビームを示し、ビームＦの伝搬ベクトルは駆動速度ＶＥのベクトルに逆平行な要素を有する。言い換えれば、図示された傾斜αの角度は、０度〜９０度の間に含まれる。この傾斜の角度により、励起光は、蓄光板４の移動の上流方向により長い距離にわたって、層４ａ内部に拡散する。この拡散中、励起光は、層４ａによる燐光放射Ｒの放出を生じさせ、当該放出は、露出フェーズ中に蓄光板４の各地点において受け取られた画像記録放射の量に比例する。燐光放射Ｒは、反射層４ｂの方へ、層４ａの自由表面を通して放出される、すなわち、読み取りユニット２の方向へ放出される。その後、反射層４ｂは、当該反射層４ｂの方に放出された放射の一部の方向を読み取りユニット２の方向に変える。これにより、読み取り効率上、１．５から２．０倍の増幅率が実現される「ニードルイメージングプレート」またはＮＩＰ型の蓄光板の使用により、記録放射にさらされている間にこのような蓄光板に記録された画像の空間分解能を向上させるとともに、本発明に係るリーダを用いた読み取りの間のこの分解能の再生を向上させる。このようなニードルイメージングプレートにおいて、燐光物質は、層４ａの方に向けられた針状に配置される。この種類のＮＩＰ蓄光板も、読み取り効率を自身で向上させる。

図５は、横方向のサイズがより大きい蓄光板を用いるための、本発明に係るリーダの改良点を示す。数個の同一の画像センサ、例えば３つのセンサ２１ａ、センサ２１ｂ、およびセンサ２１ｃを横に配置して、これらのセンサによってそれぞれ撮像された画像の断片を結合することによって蓄光板４の完全な画像を再構成できるようにしてもよい。好ましくは、これらのセンサは、完全な画像の再構成を容易にするために、横方向Ｔにおいて重なり部分ｃを有してもよい。数個の画像センサを有するリーダのこのような構造の場合、当該センサの各々がそのセンサ専用の光学システムおよび専用の刺激手段と関連付けられている。その関連付けの仕方は、当該センサのどれにおいても、単独の画像センサを有するリーダの場合についてこれまで説明してきたのと同じである。

本発明に係る、赤色光を用いた刺激手段を有する蓄光板リーダについて上述した改良点すべてを考慮すれば、発明者らは、４７％から５１％のオーダーの読み取り効率を得られた。この効率は、記録工程中に燐光物質において励起され、蓄光板が蓄光板リーダに取り込まれるまでこの状態を維持した電子の数に対する、検出された燐光光子の数として定義される。同時に、１５Ｌｐ／ｍｍ（Ｌｐ／ｍｍは、１ミリメートル当たりの幅付を意味する）から２０Ｌｐ／ｍｍの間に含まれる空間分解能を得ることができる。

図６は、刺激手段が光源の代わりに熱源の性質を有する、本発明の代替的な実施形態を示す。言い換えれば、蓄光版の読み取りは、熱ルミネセンスに基づく。このため、参照番号１０’は、赤外線（ＩＲ）の供給源等の熱源を示し、当該熱源は、読み取りユニット２の反対側にある読み取り中の蓄光版４の側に配置されるのが好ましい。この熱源１０’は、スライド支持部３ａおよびスライド支持部３ｂの全幅にわたって、横方向Ｔに広がっている。熱源１０’は、スライド支持部３ａとスライド支持部３ｂとの間の中間区間の上方または下方に配置される。しかし、熱源１０’は、長手方向Ｌにおける蓄光板４の熱拡散特性に応じて、読み取りユニット２の入射窓２０に対して、蓄光板４の移動の上流または下流の方へずらせてもよい。任意で、蓄光板４が、読み取り効率を向上させる熱拡散のための構成を得るために調整されてもよい。特に、層４ｂは、この目的を達成するために、特に、反射物質の選択、層４ｂの厚さ、および層４ｂにおいて可能な構造化を通して最適化されてもよい。

蓄光板に記録された画像の読み取りのコントラストおよび正確さを本発明に係るリーダを用いて向上させるために、読み取り方法は、読み取り工程に加えて２つの補正工程を含んでもよい。蓄光板に記録された画像は、蓄光板リーダにおける蓄光板の１回目の通過中に、上述の方法でまず読み出される。こうして、原画像が撮像され、かつ記憶される。蓄光板において記録された画像は、この第１の読み取り通過が終わった時点では消去されている。記録された画像を構成したすべての励起電子が刺激光または刺激熱の影響下において基底状態に戻ったためである。

第１補正工程は、同一の蓄光板を蓄光板リーダに再度通過させることによって、かつ第２画像（背景画像と称される）を記録することによって行われる。この背景画像は、使用された蓄光板および／または蓄光板リーダによって生じた読み取りの不備を示す。特に、当該読み取りの不備は、フィルタ要素および光学システムを通してもやはり画像センサに到達するであろう多量の励起光の影響を含む。次いで、この背景画像を、ソフトウェアを用いて原画像から取り除く。言い換えれば、画像の一地点における背景画像の強度を、同一地点における原画像の強度から取り除く。任意で、背景画像の強度を、蓄光板が読み取りユニットの入射窓の下で動かないように保持することによって行われるＴＤＩ読み取りの強度と交換してもよい。こうして、背景画像の長手方向Ｌに対する平均値であって、画像センサに到達する刺激光の残余量を考慮した平均値を得ることができる。この工程により、フィルタ要素４３による刺激光の除去率に対する要求が減る。
第２補正工程は、同一の蓄光板を再度、均一であると考えられる記録放射にさらし、その後再度読み取り動作を行う工程から成る。撮像された新たな画像は、次いで、読み取りユニット２および蓄光板４の種々の構成要素の、燐光放射に対する反応の均一性における不備を示す。当該新たな画像は、読み取りシステムの局所的な反応関数を決定するために用いられる。この局所的な反応関数は、次に、画像の各地点における原画像の強度をこの地点における反応関数によって乗算または除算することによって、原画像に対する局所補正処理を適用することを可能にする。当業者は、局所的な反応関数に対する定義次第で、乗算動作および除算動作の選択方法が分かる。

好ましくは、第１補正工程は、第２補正工程の前に行われてもよく、その結果、第２補正工程は、背景画像が既に取り除かれた原画像に対して適用される。

本発明は、例として説明してきた本発明の二次的な態様を改変する、または変更することによって、上述された利点の少なくともいくつかを保持したままで再現できることが判る。読者の記憶の助けとして述べておくと、本発明は、以下の利点を有するコンピューテッドラジオグラフィ用のリーダを提供する。

‐このリーダは、高い読み取り効率または感度を実現する。

‐当該リーダの動作は迅速である。

‐当該リーダは、高い空間分解能を実現する。

‐当該リーダの生産コストは、低減されている。

‐当該リーダが必要とする空間は少ない。

Claims (11)

1. 読み取り中の蓄光板（４）の横方向ストリップ全体へ刺激エネルギーの流れを向ける刺激手段（１、１０）と、
   少なくとも１つの読み取りユニット（２）であって、上記刺激エネルギーの流れに反応して上記蓄光板（４）の一部によって生成される燐光放射を収集する入射窓（２０）を備え、さらに、少なくとも１つの画像センサ（２１）と、上記燐光放射を上記入射窓（２０）から上記画像センサ（２１）に伝達するために配置される光学システム（２２）とを備える少なくとも１つの読み取りユニット（２）と、
   駆動機構であって、読み取り中の上記蓄光板（４）が上記刺激手段（１、１０）および上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）の前を通過するように、当該蓄光板（４）を平行移動で誘導および駆動可能な駆動機構と、
   を備える、蓄光板リーダであって、
   上記画像センサ（２１）は、読み取り中の上記蓄光板（４）の上記横方向ストリップ全体の画像を撮像し、当該画像は、上記蓄光板（４）が平行移動で駆動される間に上記燐光放射によって形成され、
   上記画像センサ（２１）は、時間差積分アレイセンサ型であり、上記蓄光板リーダは、当該時間差積分画像アレイセンサが、上記駆動機構による上記蓄光板（４）の駆動速度と同等かつ相関するライン転送速度を有するように調整され、
   上記刺激手段（１、１０）は、読み取り中の上記蓄光板（４）の上記平行移動の方向において上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）の下流に配置され、それにより、上記刺激エネルギーの流れを上記蓄光板（４）に対して刺激光のビームとして向けるものであり、当該刺激光のビームは、上記蓄光板（４）のうち上記読み取りユニット（２）と同じ側に入射し、読み取り中の上記蓄光板（４）の上記横方向ストリップ全体に同時に拡散し、上記蓄光板（４）の上記平行移動の方向において上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）の上流まで至る、蓄光板リーダ。
2. 上記刺激手段（１、１０）は、上記刺激光のビームの伝播ベクトルが、上記蓄光板（４）に垂直な方向に対して、上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）の方向へ傾斜しているようにして、上記刺激光のビームを読み取り中の上記蓄光板（４）へ向けることができる、請求項１に記載の蓄光板リーダ。
3. 上記読み取りユニット（２）は、フィルタ要素（２３）をさらに備え、当該フィルタ要素（２３）は、上記光学システム（２２）と上記時間差積分画像アレイセンサ（２１）との間、または上記入射窓（２０）に配置されており、上記刺激光に対して選択的に上記燐光放射を伝達できる、請求項１または２に記載の蓄光板リーダ。
4. 上記フィルタ要素（２３）は、アルミン酸コバルト、または錫酸コバルト等の金属酸化物に基づく無機物を含む、請求項３に記載の蓄光板リーダ。
5. 読み取り中の蓄光板（４）の横方向ストリップ全体へ刺激エネルギーの流れを向ける刺激手段（１０’）と、
   少なくとも１つの読み取りユニット（２）であって、上記刺激エネルギーの流れに反応して上記蓄光板（４）の一部によって生成される燐光放射を収集する入射窓（２０）を備え、さらに、少なくとも１つの画像センサ（２１）と、上記燐光放射を上記入射窓（２０）から上記画像センサ（２１）に伝達するために配置される光学システム（２２）とを備える少なくとも１つの読み取りユニット（２）と、
   駆動機構であって、読み取り中の上記蓄光板（４）が上記刺激手段（１０’）および上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）の前を通過するように、当該蓄光板（４）を平行移動で誘導および駆動可能な駆動機構と、
   を備える、蓄光板リーダであって、
   上記画像センサ（２１）は、読み取り中の上記蓄光板（４）の上記横方向ストリップ全体の画像を撮像し、当該画像は、上記蓄光板（４）が平行移動で駆動される間に上記燐光放射によって形成され、
   上記画像センサ（２１）は、時間差積分アレイセンサ型であり、上記蓄光板リーダは、当該時間差積分画像アレイセンサが、上記駆動機構による上記蓄光板（４）の駆動速度と同等かつ相関するライン転送速度を有するように調整され、
   上記刺激手段（１０’）は、読み取り中の上記蓄光板（４）の、上記読み取りユニット（２）とは反対の側に配置され、それにより、上記刺激エネルギーの流れを読み取り中の上記蓄光板（４）に対して熱流として向けるものであり、当該熱流は、上記蓄光板（４）の横方向ストリップが上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）の前を通過するあいだ、上記横方向ストリップ全体において温度を同時に上げる、蓄光板リーダ。
6. 上記時間差積分画像アレイ検出器は、電荷結合素子画像センサ型であり、優先的には、薄型化され、かつ当該センサの基板の背面を介して上記燐光放射を受光するよう調整されている電荷結合素子画像センサ型である、請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄光板リーダ。
7. 上記読み取りユニット（２）の上記光学システム（２２）は、横方向のサイズが読み取り中の上記蓄光板（４）の上記横方向ストリップの長さ以上である光ファイバーフェースプレートを備え、上記光ファイバーフェースプレートの上記横方向のサイズと、上記蓄光板（４）の上記横方向ストリップの長さとは、読み取り中の上記蓄光板（４）の平行移動駆動方向に垂直に測定され、
   上記光ファイバーフェースプレートは、時間差積分画像アレイセンサ（２１）の列の長さ以下である長さ方向のサイズを有し、上記光ファイバーフェースプレートの上記長さ方向のサイズ、および上記列の長さは、読み取り中の上記蓄光板（４）の上記平行移動駆動方向に平行に測定される、請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄光板リーダ。
8. 上記光ファイバーフェースプレートの上記光ファイバーは、上記読み取りユニット（２）の上記入射窓（２０）を通過した上記刺激光の一部を吸収する間、上記燐光放射を選択的に伝達可能な物質によって少なくとも部分的に構成される、請求項１および７に記載の蓄光板リーダ。
9. 読み取り中の上記蓄光板（４）の上記横方向ストリップが、当該蓄光板（４）の平行移動駆動方向に垂直である横方向に、２０ｍｍより大きい、好ましくは２８ｍｍより大きい広がりを有し、上記横方向ストリップの画像が、上記蓄光板（４）が上記蓄光板リーダを一回通過する間に上記燐光放射によって形成されかつ撮像されるよう、上記刺激手段（１、１０、１０’）および上記読み取りユニット（２）が調整されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の蓄光板リーダ。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の蓄光板リーダと、
    当該蓄光板リーダに導入できる少なくとも１つの蓄光板（４）であって、当該蓄光板（４）は燐光物質の層（４ａ）を含んでおり、当該燐光物質は、あらかじめ画像記録放射にさらされた上記蓄光板（４）の複数の部分において、当該燐光物質を照射する刺激光に反応して、または当該燐光物質の加熱に反応して、燐光放射を生成するのに適しており、当該燐光放射と上記刺激光とは異なる波長を有し、当該蓄光板（４）は、当該燐光放射を反射できる物質の層（４ｂ）をさらに含み、当該層（４ｂ）は、上記燐光物質の層に平行に、かつ、上記蓄光板（４）が上記蓄光板リーダに導入された際には上記読み取りユニット（２）の反対側に位置するよう配置されている、少なくとも１つの蓄光板（４）と、
    を備える蓄光板読み取りセット。
11. 蓄光板（４）の読み取り方法であって、当該方法は、
    請求項１０に記載の蓄光板読み取りセットを用いて、上記蓄光板（４）にあらかじめ記録された画像を、上記蓄光板リーダにおける上記蓄光板（４）の１回目の通過中に読み取り、上記燐光放射によって形成された上記蓄光板（４）の原画像を撮像する、ステップを含み、
    上記方法は、以下の２つの修正段階のうち、少なくとも１つのステップをさらに含み、
    当該２つの修正段階は、
    （ｉ）装置に起因する不備を取り除くプロセスであって、上記１回目の通過の後に実行される、当該蓄光板リーダにおける当該蓄光板（４）の２回目の通過中に、同一の上記蓄光板（４）に上記蓄光板リーダを再度用いて、上記蓄光板（４）の背景画像を撮像し、それから上記原画像から当該背景画像を取り去る工程を含む、プロセス、および
    （ｉｉ）局所的補正をするプロセスであって、上記蓄光板（４）の上記蓄光板リーダにおける上記１回目の通過中に、上記読み取りユニット（２）によって上記蓄光板（４）における上記画像の複数の地点に対して撮像された強度を、上記画像の当該複数の地点のうちいくつかの異なる値を有する応答関数によって乗算または除算する工程を含むプロセス、である、
    蓄光板（４）の読み取り方法。

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