JP2527364B2 - 蓄積性蛍光体シ―トの残像消去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍
光体シートから発せられた輝尽発光光を検出して画像信
号を得た後、この蓄積性蛍光体シートに残存している放
射線エネルギー（残像）を消去する残像消去装置に関す
るものである。

（従来の技術） ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、
電子線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネルギ
ーの一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光体に可視光等
の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに応じて
蛍光体が輝尽発光を示すことが知られており、このよう
な性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）と
呼ばれる。

この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の放射線画像情
報を一旦蓄積性蛍光体のシートに記録し、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、この画像信号に基づき写真感光材料等の
記録材料、CRT等の表示装置に放射線画像を可視像とし
て出力させる放射線画像記録再生システムが本出願人に
よりすでに提案されている（特開昭55−12492号、同56
−11395号等）。

また本出願人は、上記の蓄積性蛍光体シートを利用す
ることにより、電子顕微鏡像を高感度で記録し、該、顕
微鏡像を担持する電気信号を得て各種画像処理を施し高
画質の再生像を得ることができる、新しい電子顕微鏡像
記録再生システムを提案した（特開昭61−51738号、特
開昭61−93539号等）。この蓄積性蛍光体シートを用い
る電子顕微鏡像記録再生システムは、基本的には、試料
を透過した電子線を真空状態で該シートに蓄積記録し、
次いでこのシートに励起光を照射して蓄積されたエネル
ギーを光エネルギーとして放出させ、この放出光（輝尽
発光光）を光電的に検出して画像信号を得、この画像信
号を用いて試料の透過電子線像を再生するものである。

上述した放射線画像あるいは電子顕微鏡像（本明細書
ではこれらを総称して放射線画像という）の記録再生シ
ステムは、前述のように蓄積性蛍光体ートに記録された
放射線画像の読取り時に該蓄積性蛍光体シートに励起光
を照射して蓄積されたエネルギーを光エネルギーとして
放出させるものであるが、通常読取り時には蓄積された
エネルギーの一部しか放出されず、したがって蓄積性蛍
光体シートを繰り返し使用するときは、次回の読取り時
に前回記録された放射線画像の残像がノイズとなって現
われるという問題がある。このような残存放射線エネル
ギー（残像）は、例えば特開昭56−11392号に示される
ように、読取り後の蓄積性蛍光体シートに光を照射する
ことによって放出させることができる。

この光（消去光）の照射量を十分に高く設定しておけ
ば、当然良好な残像消去の効果が得られるが、この消去
光量を不必要に高く設定することは経済的でなく、また
消去時間が長いと蓄積性蛍光体シートが再使用できるま
での時間が長くなり単位時間あたりの処理能力が低下す
ることになる。そこで残像の強度（残存エネルギーレベ
ル）と励起光の強度、画像信号の値等との相関をあらか
じめ求めており読取りにより得られた画像信号に基づい
て蓄積性蛍光体シートの残像の強度を検出し、この検出
された残像の強度に応じて消去光照射量をほぼ必要最少
限に制御することが従来から考えられている（例えば特
開昭58−80633号、同60−260035号等）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、人体の放射線画像を撮影記録する際に放射
線が人体を透過せずに蓄積性蛍光体シートに直接照射さ
れた直接放射線部が形成されることがある。また前述の
電子顕微鏡を記録する場合に、極めて多量の電子線が蓄
積性蛍光体シートに照射されることがある。これらの場
合には、読取り時に蓄積性蛍光体シートから著しく強度
の大きい輝尽発光光が発せられる。一方、上記蓄積性蛍
光体シートに記録された放射線画像の読取りを行なう際
には、該蓄積性蛍光体シートにほぼ標準的な量の放射線
エネルギーが蓄積されているものとして輝尽発光光を検
出する光検出器の感度，増幅器の増幅率等が定められ、
その状態で読取りを行なうため、蓄積された放射線エネ
ルギー量が特異的に多く、極めて強い輝尽発光光が上記
光検出器に入射された場合、所定の最大値にクリップさ
れた画像信号が得られることになる。

この場合には、読取り終了後の蓄積性蛍光体シートに
残存している残像の強度を画像信号に基づいて検出する
ことが不可能となり消去光の光量を最少限に制御するこ
とが不可能となってしまうという問題点があった。ま
た、残像の強度を知るために光検出器の感度や増幅器の
増幅率等を低下させてクリップされないようにすると、
画像信号が担持する放射線画像の濃度分解能が劣化して
しまうという問題が生ずることになる。

本発明は上記事情に鑑み、放射線画像の良好な濃度分
解能を有する画像信号を得るとともに、画像信号がクリ
ップしても読取後の蓄積性蛍光体シートの残像の強度を
正確に検出することができ、したがって消去光量を最適
に制御することのできる、蓄積性蛍光体シートの残像消
去装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の蓄積性蛍光体シートの残像消去装置は、 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シート
から発せられた輝尽発光光を検出する光検出器、 前記光検出器の出力信号を入力して、前記放射線画像
を表わす画像信号を得る増幅器、 前記出力信号を入力して前記光検出器に入射された輝
尽発光光の光量をモニタする、前記増幅器よりも低い増
幅率を有する第二の増幅器、 前記第二の増幅器の出力信号のうちの最高レベルの信
号をホールドするピーク検出器、 前記蓄積性蛍光体シートの残像消去のための光を発す
る光源、および 前記ピーク検出器でホールドされた信号のレベルに応
じて前記残像消去のための光の照射量を制御する制御手
段とからなることを特徴とするものである。

（作用） 強い光量の輝尽発光光が光検出器に入射したとき、通
常は該光検出器よりも該光検出器の出力に接続された増
幅器が上限値に達してしまう。

本発明はまずこの点に着目してなされたものであり、
画像信号を得るための増幅器とは別に、該増幅器よりも
増幅率の低い第二の増幅器を備えることによりクリップ
されない信号を得るようにしたものである。尚、第二の
増幅器は増幅率が低いため、残像のレベルの検出精度は
その分低下するが、この第二の増幅器は消去光量を定め
るものであるため画像信号を得るための増幅器ほど高精
度である必要はなく、したがって増幅率を下げてもよ
い。

また、読取後の蓄積性蛍光体シートの残像を消去する
にあたって問題となるのは、上記シートの一部分であっ
ても強いエネルギーが残存している場合はその一部分の
強いエネルギーも消去する必要があるため、残存放射線
エネルギーの平均レベルではなく上記シートの各部のう
ちの最高の残存エネルギーレベルである。本発明はこの
点にも着目し、上記第二の増幅器の出力信号のうちの最
高レベルの信号をホールドするピーク検出器を備え、こ
のピーク検出器にホールドされた信号のレベルに応じて
残存消去のための光の照射量を制御するようにしたもの
である。

本発明の残存消去装置は上記のように構成したもので
あるため、画像信号を得るための増幅器が飽和するほど
の大光量の輝尽発光光が光検出器に入射しても第二の増
幅器は飽和せず、したがってピーク検出器には蓄積性蛍
光体シート全面のうちの最大の残存エネルギーに対応し
た信号がホールドされ、このホールドされた信号に基づ
いて消去光量を最適に制御することができる。

また、画像信号を得るための増幅器は、画像信号を得
ることのみに使用され、したがってその目的に対し最適
な増幅率等に設定することができ、画像信号が担持する
放射線画像の濃度分解能を低下させることはない。

（実 施 例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。

第１図は、電子顕微鏡の一例と、本発明の残像消去装
置の一実施例が内蔵された電子顕微鏡像記録読取装置の
一例を示す概略図である。電子顕微鏡１の鏡体部1aは、
一様の速度の電子線２を射出する電子銃３と、電子線２
を試料面に絞り込む集束レンズ４と、試料台５と、対物
レンズ６と、投影レンズ７とを有している。試料台５上
に載置された試料８を透過した電子線２は上記対物レン
ズ６により屈折され、該試料８の拡大透過像8aを形成す
る。この拡大透過像8aは、さらに投影レンズ７により結
像面９に電子顕微鏡像8bとして結像投影される。

上記鏡体部1aの下方には、電子顕微鏡像記録読取装置
10が配置されている。この電子顕微鏡像記録読取装置10
は、鏡体部1a内の結像面９に固定された蓄積性蛍光体シ
ート11と、励起光源12および光走査系13からなる励起手
段と、鏡体部1aの周壁に設けられた透光窓14を介して蓄
積性蛍光体シート11に対向するように配された、本発明
における光検出器の一例としてのフォトマルチプライヤ
（光電子増倍管）15と、残像消去のための光を発する消
去用光源16とを有している。

上記蓄積性蛍光体シート11は前述したような蓄積性蛍
光体が透明支持体上に層成されてなるものである。また
励起光源12はたとえばHe−Neレーザ、半導体レーザ等か
らなり、光走査系13は第１および第２の光偏向器13a,13
bと、固定ミラー13cとからなる。第１および第２の光偏
向器13a,13bとしては、ガルバノメータミラー，ポリゴ
ンミラー，ホログラムスキャナ,AOD等の公知の光偏向器
を用いることができる。励起光源12から射出された励起
光ビーム12aは第１の光偏向器13aにより偏向されるとと
もに、第２の光偏向器13bにより上記偏向の方向と直角
な方向（図の矢印Ａ方向）に偏向され、例えば鉛ガラス
等が嵌め込まれた透光窓21を透過して鏡体部1a内に入射
し、固定ミラー13cで反射して前記蓄積性蛍光体シート1
1上を照射する。このようにして蓄積性蛍光体シート11
は、励起光ビーム12aによりその表面が二次元的に走査
され、各走査点からは該各点に蓄積された電子線エネル
ギーが輝尽発光光として放出される。なお図示しない
が、励起光源12から発せられた励起光ビーム12aは、蓄
積性蛍光体シート11が発する輝尽発光光の波長領域をカ
ットするフィルターを通過し、ビームエキスパンダーに
よりそのビーム径が調整され、その後光偏向器13a,13b
で偏向され、次いでｆθレンズを通過して均一なビーム
径で蓄積性蛍光体シート11上を走査するのが好ましい。

消去光源16は蓄積性蛍光体シート11の励起波長領域を
含む光を発生するものである。上記光偏向器13bと固定
ミラー13cとの間において励起光ビーム12aの光路に入る
位置と、該光路から外れた位置との間を移動するミラー
17が配設されている。消去光源16が発する消去光16aは
レンズ18によって集光され、上記ミラー17が励起光ビー
ム12aの光路に入る位置に設定されているときに、該ミ
ラー17および固定ミラー13cで反射して、蓄積性蛍光体
シート11の全面を照射する。また鏡体部1aの対物レンズ
７と蓄積性蛍光体シート11との間に電子線２を遮断する
シャッタ19が設けられ、蓄積性蛍光体シート11とフォト
マルチプライヤ15との間に光シャッタ22が設けられてい
る。また透光窓14には、蓄積性蛍光体シート11が発する
輝尽発光光のみを透過させ、励起光ビーム12aを取り除
く光学フィルタを備えたガラス20が嵌着されている。ま
た鏡体部1aの内部は、通常の電子顕微鏡と同様に、蓄積
性蛍光体シート11が配置されている部分も含めて、この
電子顕微鏡が稼動している間は真空ポンプ等の公知の手
段により真空状態に維持される。

以下、上記構成の電子顕微鏡像記録読取装置10による
電子顕微鏡像の記録、読取りについて説明する。

試料台５に試料８を載置し、電子銃３、集束レンズ
４、対物レンズ６および投影レンズ７を作動させ、シャ
ッタ19を開くと（第１図図示の状態）結像面９に固定さ
れた蓄積性蛍光体シート11に、電子線２が照射され、試
料８の拡大透過像8bが蓄積記録される。この電子線露光
の際には、光シャッタ22は閉じられているのが好まし
い。次いでシャッタ19が閉じられると共に光シャッタ22
が開かれ、前述のように、励起光源12から射出されＸ−
Ｙ両方向に偏向された励起光ビーム12aが、シート11上
を照射する。このように偏向された励起光ビーム12aに
より蓄積性蛍光体シート11が２次元的に走査され、該シ
ート11の各部に照射された電子線のエネルギーレベルに
応じた強度の輝尽発光光が該シート11から発せられる。
この輝尽発光光は、上記励起光ビーム12aを取り除く光
学フィルタを備えたガラス20を介してシート11の裏側に
配置されたフォトマルチプライヤ15によって受光され、
該輝尽発光光の光量が光電的に読み取られる。

上記輝尽発光光の光量に対応するフォトマルチプライ
ヤ15の出力信号は、プリアンプ30で増幅された後アンプ
31によって適正レベルの電気信号（アナログ画像信号）
Ｓに増幅される。このアナログ画像信号ＳはA/D変換器3
2に入力されてディジタル画像信号Sdに変換される。こ
の画像信号Sdは、信号処理回路33に入力されて例えば階
調処理、周波数強調処理等の信号処理を受けた後画像再
生装置60に送られる。尚、本実施例においては、プリア
ンプ30とアンプ31との組合せが本発明を構成する増幅器
の一例と観念される。

次に、上記画像再生装置60を詳しく示す第２図を参照
して、電子顕微鏡像の再生について説明する。

画像再生装置60のハウジング62内に収容されたマガジ
ン64には、ロール状の熱現像感光材料66が収容されてい
る。この感光材料66は引き出されカッタ68で所定長さに
切断された後に、回転ドラム70の外周に巻き付けられ
る。この回転ドラム70に対応して露光ヘッド72が配置さ
れており、この露光ヘッド72には３色の光ビームを発す
る３個の発光素子73が取り付けられている。これらの発
光素子73の作動（ON/OFF変調あるいは光量の変調）は、
信号処理回路33から出力された画像信号Sdが入力された
変調回路71により、この画像信号Sdに基づいて制御さ
れ、これにより各発光素子73が発する光ビームが変調さ
れる。それとともに回転ドラム70が矢印Ｄ方向に回転
し、かつ露光ヘッド72が該ドラム70の表面に沿ってその
長手方向に移動することにより上記光ビームの主走査、
副走査がなされ、熱現像感光材料66には上記光ビームが
２次元的に照射される。これらの光ビームは上述の通り
画像信号Sdに基づいて変調されているので、これらの光
ビームの照射を受けた熱現像感光材料66には、画像信号
Sdが担持する画像、すなわち前述した蓄積性蛍光体シー
ト11に蓄積記録された試料８の電子顕微鏡像8b（第１図
参照）が写真潜像として記録される。

露光後の感光材料66は回転ドラム70の逆転により、ス
クレーパ74で回転ドラム70から剥離され、水塗布部76で
画像形成用溶媒としての水が塗布された後に、内部にヒ
ータ96が配置された熱現像転写部78へと送られる。

一方、トレイ80には複数枚の受像材料82が収容されて
おり、このうち最上部の１枚が、上記熱現像転写部78へ
送られる。

現像転写部78では互いに密着する搬送ローラ84,86が
入口部に設けられており、感光材料66と受像材料82を密
着させた後に出口部の搬送ローラ88,90へと送り込むよ
うになっている。中間部には搬送ローラ92,94が設けら
れ、搬送ローラ84,86から送り出され密着した感光材料6
6と受像材料82を搬送ローラ88,90へ送り出す。なお各搬
送ローラは図示しないモータにより駆動される。各搬送
ローラは、感光材料66と受像材料82の搬送経路の反対側
にそれぞれ配置されたヒータ96（電熱体）によって、所
定温度に加熱されるようになっている。熱現像感光材料
66がこれらの加熱された搬送ローラに接することによ
り、該感光材料66の写真潜像が熱現像され、現像された
画像は該感光材料66から遊離して、受像材料82に転写さ
れる。

熱現像転写部78の下流には剥離手段98が配置されてお
り、感光材料66は現像転写部78から送り出されて収容箱
99へ、受像材料82は乾燥装置100へと分離して送り出す
ようになっている。上述のようにして電子顕微鏡像が転
写された受像材料82は、乾燥装置97で乾燥された後に機
台62の頂部に形成された取出トレイ98上へ送り出され
る。

以上説明したように、受像材料62に試料８の電子顕微
鏡像が最終的に記録される。ここで、信号処理回路33に
おいて画像信号Sdにカラー化の処理を施せば、上記電子
顕微鏡像をカラー表示することもできる。

なお信号処理回路33から出力された画像信号Sdは、以
上説明したように直ちに画像再生装置60に送って電子顕
微鏡像の再生に供してもよいし、あるいは後に画像再生
するために、一旦磁気テープ，磁気ディスク，光ディス
ク等の記憶媒体34に記憶させておいてもよい。

尚、視野探しとピント合わせの作業を行なう際、この
ためのモニタ画像も上記と同様にして画像再生装置60に
出力することもできるため、この画像を観察しながら視
野探しとピント合わせの作業を行なってもよいが、その
他、CRT等のディスプレイ装置にモニタ画像を出力し、
このモニタ画像を観察しながら行なってもよい。

次に、第１図を参照して、読取り後において蓄積性蛍
光体シート11に残存している残像の消去について説明す
る。

上述のようにして輝尽発光光の読取り、すなわち電子
顕微鏡像の読取りが終了した後、光シャッタ22が閉じら
れ、ミラー17が励起光ビーム12aの光路に入る位置に移
動し、このミラー17の動作と連動して消去光源16が点灯
される。これによりシート11の表面には、該消去光源16
が発する消去光16aが照射される。前述したように、蓄
積性蛍光体シート11に励起光ビーム12aが照射されて
も、該シート11に蓄積されていた電子線エネルギーのす
べては放出されずに、残像が残る場合がある。しかし上
記のようにして蓄積性蛍光体シート11に消去光16aを照
射することにより、残像が消去され、蓄積性蛍光体シー
ト11が再使用可能となる。またこの消去光の照射によ
り、シート11の蛍光体中に不純物としてて含まれている
²²⁶Raなどの放射性元素によるノイズ成分も放出され
る。上記消去光源16としては、例えば特開昭56−11392
号に示されているようなタングステンランプ、ハロゲン
ランプ、赤外線ランプ、キセノンフラッシュランプある
いはレーザ光源等を任意に選択することができる。また
読取り用の励起光源12を消去用に兼用してもよい。

蓄積性蛍光体シートに照射する消去光16aの光量の制
御は以下のようにして行なわれる。本実施例では消去光
源16は一定照度の消去光16aを発するものであって、そ
の点灯時間が、本発明の制御手段の一例である光源駆動
制御回路38によって制御される。

フォトマルチプライヤ15から出力された信号は、プリ
アンプ30で増幅された後、前述したアンプ31とともにア
ンプ35にも同時に入力される。アンプ35の増幅率は、蓄
積性蛍光体シート11に通常以上の強大な電子線エネルギ
ーが蓄積され、したがって該シート11から大光量の輝尽
発光光が発せられる場合であっても飽和しないように、
アンプ31よりも低く設定されている。ここで、本実施例
ではプリアンプ30とアンプ35との組合せにより本発明の
第二の増幅器の一例が構成されている。尚、プリアンプ
30の出力信号が輝尽発光光の光量モニタ用として既に適
切な大きさの信号である場合は、アンプ35を設ける必要
のないことは当然であり、この場合はプリアンプ30の本
発明の第二の増幅器の一例と観念される。

アンプ35の出力信号はピーク検出器36に入力される。
ピーク検出器36は、励起光ビーム12aが蓄積性蛍光体シ
ート11の全面を走査する間のアンプ35の出力信号のう
ち、最高レベルの信号をホールドする。上記シート11の
全面の走査が完了すると、その時点でピーク検出器36に
ホールドされていた信号SpがA/D変換器37でディジタル
化された後、前述した光源駆動制御回路38に入力され
る。該光源駆動制御回路38には、信号Spの値と消去光源
16の点灯時間との換算テーブルが内蔵されている。この
換算テーブルが参照されて信号Spの値に応じた時間、消
去光源16が点灯される。これにより消去光源の点灯時
間、すなわち消去光16aの照射量が必要最少限の最適量
に制御され、蓄積性蛍光体シート11の残像の消去が行な
われる。

尚、上記実施例は消去量16aの点灯時間を制御するも
のであるが、点灯時間の制御に代えて、または点灯時間
の制御とともに消去光16aの光量を調節するようにして
もよい。

また、上記実施例は、残像消去装置を電子顕微鏡像記
録再生システムに適用した例であるが、本発明の残像消
去装置は、電子顕微鏡像記録再生システムにのみ適用で
きるものではなく、前述した人体の放射線画像を得る放
射線画像記録再生システム、更に広く蓄積性蛍光体シー
トを用いる種々のシステムに適用することができるもの
である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の蓄積性蛍光体シ
ートの残像消去装置は、画像信号を得るための増幅器の
他に輝尽発光光の光量をモニタするための第二の増幅器
と該第二の増幅器の出力のピークをホールドするピーク
検出器を備え、該ピーク検出器の出力に基づいて残像消
去のための光の照射量を制御するようにしたため、画像
信号の濃度分解能を劣化させることなく、画像信号がク
リップしても蓄積性蛍光体シートに記録されている残像
のレベルを正確に検出することができ、したがって消去
光量を最適に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子顕微鏡の一例と、本発明の残像消去装置の
一実施例が内蔵された電子顕微鏡像記録読取装置の一例
を示す概略図、 第２図は画像再生装置を示す概略側面図である。 １……電子顕微鏡、２……電子線 ８……試料 ９……電子顕微鏡の結像面 10……電子顕微鏡像記録読取装置 11……蓄積性蛍光体シート、12……励起光源 12a……励起光ビーム、13……光走査系 13a,13b……光偏向器 15……フォトマルチプライヤ 16……消去光源、16a……消去光 30……プリアンプ、31,35……アンプ 32,37……A/D変換器 33……信号処理回路、36……ピーク検出器 38……光源駆動制御回路 60……画像再生装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍
   光体シートから発せられた輝尽発光光を検出する光検出
   器、 前記光検出器の出力信号を入力して、前記放射線画像を
   表わす画像信号を得る増幅器、 前記出力信号を入力して前記光検出器に入射された輝尽
   発光光の光量をモニタする、前記増幅器よりも低い増幅
   率を有する第二の増幅器、 前記第二の増幅器の出力信号のうちの最高レベルの信号
   をホールドするピーク検出器、 前記蓄積性蛍光体シートの残像消去のための光を発する
   光源、および 前記ピーク検出器でホールドされた信号のレベルに応じ
   て前記残像消去のための光の照射量を制御する制御手段
   とからなることを特徴とする蓄積性蛍光体シートの残像
   消去装置。