JP2642994B2 - フォトマルチプライヤの高電圧印加方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、画像情報が記録された被走査体を光ビーム
により走査し画像情報を有する光を得、この画像情報を
有する光をフォトマルチプライヤを用いて光電的に検出
し、画像信号を得ることにより画像情報を読み取る際の
フォトマルチプライヤの高電圧印加方法に関し、一層詳
細には、例えば、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積
性蛍光体シートにレーザ光等の励起光を照射して走査
し、前記蓄積性蛍光体シートから画像情報に応じた輝尽
発光光を生じさせ、この輝尽発光光をフォトマルチプラ
イヤを用いて光電的に検出して画像信号を得ることによ
り画像情報を読み取る際、前記輝尽発光光を所定感度で
検出するためにフォトマルチプライヤに印加される高電
圧を切り換える際のフォトマルチプライヤの異常放電お
よびこれに起因する読取画像の劣化を回避することので
きるフォトマルチプライヤの高電圧印加方法に関する。

＜従来の技術＞ 従来から、画像情報が記録された被走査体をガルバノ
メータミラーや回転多面鏡、ホログラムスキャナ等の光
偏向手段によって偏向された光ビームにより主走査する
と共に、この被走査体を主走査方向と略直交する方向に
相対的に移動することにより副走査を行い、被走査体を
二次元的に走査し、被走査体から得られた画像情報を有
する光を光電的に検出して画像情報を電気信号として読
み取る光ビーム走査読取装置が広汎に使用されている。
例えば、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体
シートをレーザ光等の励起光により走査し、放射線画像
情報を有する輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を
光電的に検出することにより画像信号を得るようにした
放射線画像情報読取装置がその好例といえよう。

なお、蓄積性蛍光体とは、放射線（Ｘ線、α線、β
線、γ線、電子線および紫外線等）を照射するとこの放
射線エネルギーの一部を蓄積し、後に可視光等の励起光
を照射することにより蓄積されたエネルギに応じて輝尽
発光光を生じる蛍光体をいい、また、蓄積性蛍光体シー
トとは当該蓄積性蛍光体からなる層を有するシートをい
う。

上記の放射線画像情報読取装置において、輝尽発光光
を光電的に検出する光電検出手段としては、例えば、そ
の入射端が直線状をなし、出射端が円環状をなす導光性
シートにより形成された光ガイドとともに用いられる通
常の円形の受光面を有するフォトマルチプライヤまたは
特開昭第62−16666号に示される如き受光面が主走査線
に沿って延在する長尺なフォトマルチプライヤ等を掲げ
ることが出来る。

ところで、前記蓄積性蛍光体シートの読取時における
読取感度は励起光によって励起された蓄積性蛍光体シー
トから発生される輝尽発光光の強度によって決定する必
要があるため、本読みに先立ち、先読み工程を導入し、
その先読み工程によって得られた輝尽発光光強度を基に
読取感度を設定している。この場合その読取感度は前記
フォトマルチプライヤに加えられる高電圧によって制御
される。

このような読取感度の好適な設定方法については、本
出願人により特開昭64−86757号公報に開示されてい
る。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、一般に上記読取装置の前記先読み工程で
は、フォトマルチプライヤには予め定められた一定の高
電圧が印加され、すなわち感度が設定され、光量を所定
量低下させた光ビームにより高速搬送される前記蓄積性
蛍光体シートから発生する輝尽発光光の強度を検出して
いる。次いで、この印加電圧は、先読み工程において検
出された強度に応じて本読み工程における前記フォトマ
ルチプライヤの出力電流値がほぼ所定電流値となるよう
な感度すなわち最適高電圧値に切り換えられる。そし
て、本読み工程が終了すると、この印加電圧は落とされ
る。

本出願人による特開昭64−86757号に開示されたフォ
トマルチプライヤの感度設定方法は、前記輝尽発光光の
最大光量と前記フォトマルチプライヤの光電変換感度の
積がその最大定格電流値を超えないように印加電圧を制
御するので、過電流に起因するフォトマルチプライヤの
損傷を回避することはできるが、フォトマルチプライヤ
の感度切換による印加高電圧の変化によって生じる異常
放電については全く考慮されていなかった。

すなわち、１枚の蓄積性蛍光体シートの読取におい
て、第5c図に示すようにフォトマルチプライヤに印加さ
れた高電圧は少なくとも３回ステップ状に変化するた
め、この高電圧の急激な変動に対してフォトマルチプラ
イヤは異常放電の危険があり、異常放電によってはフォ
トマルチプライヤを損傷する恐れがあった。

さらに、フォトマルチプライヤに異常放電が生じると
本読み工程において読み取られた読取画像に横縞が入っ
てしまい、著しく画質が劣化してしまうという問題があ
った。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、画
像情報が記録された被走査体を光ビームにより走査し、
画像情報を有する光を得、この画像情報を有する光をフ
ォトマルチプライヤにより光電的に検出して画像信号を
得る際、フォトマルチプライヤに印加される高電圧を前
記画像情報を有する光に適した感度に切り換える時に前
記高電圧の切り換えを異常放電開始電圧変化率未満の変
化率で行うことにより、前記フォトマルチプライヤに生
じる異常放電を防止し、さらにこの異常放電に起因する
前記フォトマルチプライヤの損傷および読取画像に生じ
る横縞等による画質の劣化を防止することのできるフォ
トマルチプライヤの高電圧印加方法を提供することにあ
る。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、本発明は、画像情報が記
録された被走査体を光ビームにより走査し、画像情報を
有する光を得、この画像情報を有する光をフォトマルチ
プライヤを用いて光電的に検出して画像信号を得ること
により画像情報を読み取る際のフォトマルチプライヤの
高電圧印加方法であって、 前記画像情報を有する光を検出するための検出感度を
切り換える時に、前記フォトマルチプライヤに印加され
る高電圧を異常放電電圧変化率未満の変化率で変化させ
ることを特徴とするフォトマルチプライヤの高電圧印加
方法を提供するものである。

前記印加高電圧の変化の第１の態様は、１回の変化電
圧を異常放電開始電圧未満の微小電圧とし、この微小電
圧を所要時間間隔で所要回数くり返す階段状電圧変化に
より前記異常放電電圧変化率未満で行われるのが好まし
い。

前記階段状電圧変化は、前記フォトマルチプライヤの
高電圧電源をディジタル制御するディジタル制御回路に
より行われるのが好ましい。

前記印加高電圧の変化の第２の態様は、前記フォトマ
ルチプライヤの高電圧電源を制御する高電圧制御回路に
応答遅れ回路を用いることにより、前記異常放電電圧変
化率未満で行われるのが好ましい。

＜発明の作用＞ 本発明のフォトマルチプライヤの高電圧印加方法は、
画像情報が記録された被走査体、例えば放射線画像情報
が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートから得られる画像
情報を有する光を受光するフォトマルチプライヤの検出
感度、すなわち読取感度、例えば先読み感度および本読
み感度を変化あるいは切り換える際に、遷移すべきフォ
トマルチプライヤの印加高電圧を、例えば、異常放電電
圧未満の変化電圧ステップで一定時間間隔で変化させる
ことにより、あるいは、印加高電圧の変化に応答遅れを
生じさせることにより異常放電電圧変化率未満の変化率
で変化させることによりフォトマルチプライヤの異常放
電を防止するものである。

従って、本発明法により異常放電に起因するフォトマ
ルチプライヤの損傷および読取画像に横縞が入ることに
よる画質の劣化等を防止することができる。

＜実施態様＞ 次に、本発明に係るフォトマルチプライヤの高電圧印
加方法いついてこれを実施する装置の好適な実施態様を
挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施する装置を組み込む画像走査
読取装置10の概略構成を示す。当該画像走査読取装置10
は画像情報の記録された被走査体、例えば、副走査方向
（矢印Ａ方向）に搬送される蓄積性蛍光体シートＳを光
ビームLaにより走査するレーザ走査部12と、前記光ビー
ムLaによる走査で得られた画像情報を有する光を光電変
換する画像読取部14と、光ビームLbの走査位置を検出し
始点検出信号と同期信号を生成する同期信号発生部16
と、画像読取部14からの信号を同期信号によりデジタル
化して画像メモリに蓄積する信号処理部18とから基本的
に構成される。

そこで、レーザ走査部12のレーザ光源22から発せられ
ら光ビームＬがビームエキスパンダ24を通過して所望の
太さのビーム径に形成された後、矢印Ｂ方向に揺動動作
して光を反射するガルバノメータミラー26に入射して反
射偏向される。光ビームＬを偏向する光偏向器として
は、このガルバノメータミラー26の他に前記した回転多
面鏡やホログラムスキャナ、さらにはAOD（音響光学光
偏向器）等が使用可能である。

ガルバノメータミラー26の作用により反射偏向された
光ビームＬは光路中に配設されたｆθレンズ等の走査レ
ンズ28を通過した後、光路上に主走査方向に延在して配
設されたハーフミラー30に入射する。このハーフミラー
30は入射した光ビームＬの中、走査に必要な量の光ビー
ムを走査用光ビームLaとして反射し、残りの光ビームを
同期用光ビームLbとして透過させる。前記ハーフミラー
30により反射された走査用光ビームLaは光路上に配設さ
れた蓄積性蛍光体シートＳ上で収束し蓄積性蛍光体シー
トＳ上を主走査方向（矢印Ｃ方向）に走査する。

前記画像読取部14は光ビームLaによって励起される蓄
積性蛍光体シートＳより発せられる輝尽発光光を前記輝
尽発光光をフォトマルチプライヤ34の受光面に導く光ガ
イド32と光電変換すべく主走査方向にその本体部が延在
する長尺なフォトマルチプライヤ34とを含む。

この場合、フォトマルチプライヤ34における輝尽発光
光の受光面は蓄積性蛍光体シートＳに近接してその主走
査方向に沿って配置されている。そして、このフォトマ
ルチプライヤ34の高圧入力端子には先読み情報等に基づ
いて本発明方法を実施する高電圧制御装置36により決定
され、制御される電圧として、高電圧電源である高圧発
生器38の出力信号が導入される。なお、フォトマルチプ
ライヤ34の光電変換後の出力電気信号は前記信号処理部
18の中、ログアンプ40を介してA/D変換器42の信号入力
端子に導入される。

一方、同期信号発生部16は前記ハーフミラー30を通過
した光ビームLbを透過させる透過部44aおよびこの光ビ
ームLbを反射させる反射部44bが前記光ビームの走査方
向に沿って交互に配設されてなるグリッド44と、前記グ
リッド44の後方に沿って配設される円柱状の光ガイド46
と、前記光ガイド46の両端部に設けられグリッド44から
透過した光ビームLbを検出する光センサ48a,48bと、当
該光センサ48a,48bから出力されるグリッド信号に基づ
いて始点検出信号および同期信号を発生する同期信号発
生器50とから構成される。なお、この場合、前記グリッ
ド44の先頭部には蓄積性蛍光体シートＳの有効走査域の
始点を検出するために幅広の透過部（図示せず）が形成
されている。前記同期信号発生器50の出力信号はA/D変
換器42の同期信号入力端子に導入される。

前記同期信号に基づいて量子化されデジタル化された
A/D変換器42からの出力デジタル信号は、本発明方法を
実施する装置、すなわち先読み情報に基づいて高圧発生
器38に設定するべき高電圧値を指定して感度設定すると
ともに、高圧発生器38の前記高電圧値を制御する高電圧
制御装置36に導入されると共に、画像処理装置52に導入
され、階調処理、周波数処理等の画像処理が施された
後、画像メモリに記録され、必要に応じて図示しないCR
T等の表示装置に再現画像が可視像として形成される。

本発明のフォトマルチプライヤの高電圧印加方法の第
１の態様を実施するための、フォトマルチプライヤ34に
印加される高電圧値を高圧発生器38を介して制御する高
電圧制御装置36は、第２図に示すように、高圧発生器38
で発生させる印加高電圧値をデジタル値として感度設定
する感度設定手段としてのルックアップテーブル装置54
と、感度設定された前記高電圧値の印加をデジタル制御
するデジタル制御回路56と、デジタル高電圧値をアナロ
グ電圧信号に変換して高電圧発生器36に送出するD/A変
換器58とを有する。ルックアップテーブル装置54は、蓄
積性蛍光体シートＳの読取開始信号を受けて先読み感
度、すなわち先読み高電圧値を設定し、A/D変換器42か
ら先読み情報信号を受けてその信号に応じた読取感度
（本読み感度）、すなわち本読み高電圧値を設定し、あ
るいは読取終了信号を受けて本読み高電圧値を落とすた
め０またはベース電圧値を設定する感度設定手段であ
る。

ここで、本読み感度、すなわち本読み工程におけるフ
ォトマルチプライヤ34の感度はフォトマルチプライヤ34
に印加される高電圧によって変化するので、放射線画像
の記録された蓄積性蛍光体シートＳの放射線エネルギ蓄
積量が小さい時には電圧（感度）を高く設定し、大きい
時には、電圧（感度）を低く設定し、さらに、フォトマ
ルチプライヤ34から出力する電流が当該フォトマルチプ
ライヤ34の最大定格電流以下であって且つその値に近い
出力電流となるように設定するものである。

ここで、蓄積性蛍光体シートＳの放射線エネルギ蓄積
量は前記蛍光体シートＳの曝射量に比例するが、所定励
起光の所定光量の照射により発生する輝尽発光光量とは
線型な関係にある。

従って、蓄積性蛍光体シートＳの再生画像を得るため
の読み取り（本読み）を行う前に、予め前記蛍光体シー
トＳの放射線エネルギ蓄積量を検知し、感度設定するた
めに蓄積性蛍光体シートＳの先読み工程を実施してい
る。当該先読み工程においては、光ビームLaの光量を所
定量低下させると共に、副走査方向の走査送り速度を高
速とし、さらに、フォトマルチプライヤ34に加えられる
高電圧を用いられる蓄積性蛍光体シートＳの種類に応じ
て予め設定された所定の電圧として先読み感度を設定
し、これらの設定の基に蓄積性蛍光体シートＳを励起光
で走査し、生じる輝尽発光光を先読み情報として読み取
っている。

このようにルックアップテーブル装置54には、読取開
始時の先読み感度を設定するための所定の先読み印加高
電圧値、例えば、700〜800Vの間の所定の電圧値および
読取終了時の０またはベース電圧値のデータ、および、
本読み感度を設定するための先読み情報（先読み受光最
大光量）とそれに応じてフォトマルチプライヤ34に設定
すべき印加高電圧値、例えば、300〜1200Vの設定範囲の
100V毎の設定電圧値とが記憶されている。

なお、蓄積性蛍光体シートに記録されている画像情報
を読み取るためのフォトマルチプライヤ34の感度設定方
法の詳細は、前述の特開昭64−86757号公報に開示され
ている。

デジタル制御回路56は、本発明方法を実施する最も特
徴的な部分であり、以下の方法で感度切り換え等による
フォトマルチプライヤ34に印加される高電圧の切り換え
を行う。

第5c図に示すように、従来先読み開始、本読み開始お
よび読取終了時に、フォトマルチプライヤ34に印加され
る高電圧はステップ状に変化していたが、本発明法の第
１の態様では第5a図に示すように、これらのステップ状
の変化の代りに所定の時間間隔（例えば数100msec）で
階段状に異常放電開始電圧以下の電圧を印加して行く。

このデジタル制御回路56の具体的高電圧制御の一例の
フォローチャートを第４図に示す。

始めに、現在、フォトマルチプライヤ34に印加されて
いる高電圧値V_mはデジタル制御回路56のメモリに記憶さ
れており、ルックアップテーブル装置54によって新しく
設定された高電圧値、すなわち目標高電圧値Ｖおよび高
電圧値の１回当りの変化電圧値（高電圧変化ステップ）
ΔＶは与えられている。

ここで、高電圧変化ステップΔＶは、異常放電をしな
いように使用フォトマルチプライヤ34の異常放電開始電
圧値ΔV_c未満の微小電圧値とする必要があり、フォトマ
ルチプライヤに応じて選択すればよい。また、この高電
圧変化ステップΔＶは、予め一義的にあるいは使用蓄積
性蛍光体シートに応じて固定的に設定されていてもよい
し、現在の高電圧値V_mおよび目標高電圧値Ｖに応じて、
ΔV_c未満の電圧値を選択してもよい。

こうして、高電圧値の制御が開始（START）される
と、まず、現在の高電圧値V_mと目標高電圧値Ｖとの大小
関係が判断され、V_m＝Ｖであればそのまま終了（END）
する。

（ｉ）Ｖ＞V_mの場合には 予めDVとしてＶ−V_mを求め、DV＝Ｖ−V_m＞ΔＶである
間、V_mにΔＶを加え、新たなV_mとし（V_m＝V_m＋ΔＶ）、
このV_mをD/A変換器58に出力し、高圧発生器38により高
電圧値V_mをフォトマルチプライヤに印加し、所定時間Δ
ｔだけ待機する（ｔ＝Δｔ）ことを繰り返す。

最後に、DV≦ΔＶになると、V_mにDVを加え新たなV_mと
する。V_m＝V_m＋DV＝V_m＋Ｖ−V_m＝Ｖとなって目標電圧値
Ｖとなる。ここでDVはΔV_c以下であるので異常放電は起
こさない。こうして、最後にD/A変換器58、高圧発生器3
8により目標の設定高電圧値Ｖがフォトマルチプライヤ3
4に印加される。

（ii）一方、Ｖ＜V_mの場合には 予め、DVがV_m−Ｖとして求められ（DV＝V_m−Ｖ）、DV
＞ΔＶである間、V_mからΔＶを引き、新たなV_mとし（V_m
＝V_m−ΔＶ）、フォトマルチプライヤ34に上述のように
して高電圧印加を行い、所定時間Δｔだけ待機する（ｔ
＝Δｔ）ことを繰り返す。

DV≦ΔＶになると、V_mにDVを引き新たなV_mとすると、
V_m＝V_m−DV＝V_m−（V_m−Ｖ）＝Ｖとなって、最後は目標
の設定高電圧値Ｖがフォトマルチプライヤ34に上述のよ
うにして印加される。ここでDVはΔV_c以下であるので異
常放電を生じない。

こうして、デジタル制御回路56の高電圧制御は終了
（END）する。

ここで、高電圧値を階段状に変化させるための時間間
隔Δｔは、異常放電を生じなければどのような値でもよ
いが、フォトマルチプライヤ34に応じて適当に選択すれ
ばよい。

このような方法で高電圧制御することにより、最初の
開始高電圧値（V_m）から目標高電圧値（Ｖ）までの電圧
変化率R_v＝dV/dt（＝ΔV/Δt,DV/Δｔ）は異常放電開始
電圧変化率R_vc（例えば、ΔV_c/Δｔ）よりも小さくする
ことができるのでフォトマルチプライヤ34は異常放電を
発生しない。

本発明のフォトマルチプライヤの高電圧印加方法の第
１の態様およびこれを実施する装置は以上のように構成
されるが、以下に本発明法の第２の態様について説明す
る。

本発明方法の第２の態様は、第１図および第２図に示
す第１の態様を実施する高電圧制御装置36の代りに第３
図に示す高電圧制御装置60により実施することができ
る。

高電圧制御装置60は、フォトマルチプライヤ34の印加
高電圧値を設定する感度設定手段であるルックアップテ
ーブル装置54と、デジタル高電圧値信号をアナログ信号
に変換するD/A変換器58と、第5c図に示すようにステッ
プ状に変化するアナログ高電圧値信号を所定の時定数で
遅延させて第5b図に示すように出力する応答遅れ回路62
とを有する。

ここで、ルックアップテーブル装置54とD/A変換器58
とは第２図に示すものと同一のものを用いることができ
るので、その説明は省略するが、第３図に示す高電圧制
御装置60では、D/A変換器58は、ルックアップテーブル
装置54の出力側に直接配され、設定高電圧値を直接D/A
変換する。

応答遅れ回路62は、第5c図に示すように開始高電圧値
から目標電圧値までステップ状に変化するD/A変換器58
からのアナログ高電圧信号（従来は、感度設定手段によ
り設定された高電圧値のアナログ信号とフォトマルチプ
ライヤ34に印加される高電圧値とは同一であるといえ
る）を異常放電を発生しないように所定の時定数で遅延
させて、すなわち、その間の高電圧値の変化率R_v＝dv/d
tを異常放電開始電圧変化率R_vcよりも小さくすることに
より、フォトマルチプライヤ34に印加される高電圧が、
第5b図に示すように変化するように高圧発生器38に出力
するものである。

応答遅れ回路62としては、上述の機能を有するもので
あれば、どのようなものでもよいが、コンデンサを用い
るものが好ましく、例えば、第3a図に示すような通常の
一次のローパスフィルタ（LPF）を用いることができ
る。

＜発明の効果＞ 以上のように、本発明によれば、フォトマルチプライ
ヤに印加される高電圧を、画像情報が記録された被走査
体、例えば、蓄積性蛍光体シートの読取感度、例えば、
先読み開始時の設定先読み感度および読み取られた先読
み情報に対して設定される先読み感度に応じて、および
読取終了時に落すために変化させる際に、その電圧変化
率を異常放電開始電圧よりも小さい電圧値で階段状に変
化させることによりあるいは応答遅れ回路を用いて電圧
変化を遅延させることにより異常放電開始電圧変化率未
満として電圧変化させ、感度切り換えを行うので、異常
放電を防止することができる。

従って、蓄積性蛍光体シートの読み取り時のフォトマ
ルチプライヤの異常放電に起因するフォトマルチプライ
ヤの損傷、例えば、フォトマルチプライヤを構成する光
電面、ダイノード等の損傷を防止するとともに、読取画
像に生じる横縞の発生による画質の劣化を防止すること
ができる信頼性の高い画像走査読取装置を提供すること
ができる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明し
たが、本発明はこの実施態様に限定されるものではな
く、透過画像あるいは反射画像を読み取る場合にも本発
明方法を適用できる等、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において種々の改良ならびに設計の変更が可能なことは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るフォトマルチプライヤの高電圧
印加方法を実施する装置を組み込む画像走査読取装置の
概略構成図である。 第２図は、第１図に示す画像走査読取装置に組み込まれ
た本発明法を実施する高電圧制御装置の一実施例のブロ
ック図である。 第３図は、本発明法を実施する高電圧制御装置の別の実
施例のブロック図であり、第3a図は、第３図に示す高電
圧制御装置の応答遅れ回路の一実施例を示す概略回路図
である。 第４図は、第２図に示す高電圧制御装置により制御され
る高電圧印加方法の一実施例のフローチャートである。 第5a図、第5b図および第5c図は、それぞれ第２図および
第３図に示す、さらに従来の高電圧制御装置により実施
された高電圧印加方法の一例を示すグラフである。 符号の説明 10……画像走査読取装置、 12……レーザ走査部、 14……画像読取部、 16……同期信号発生部、 18……信号処理部、 34……フォトマルチプライヤ、 36,60……高電圧制御装置、 38……高圧発生器、 42……A/D変換器、 44……グリッド、 54……ルックアップテーブル装置、 56……デジタル高電圧制御回路、 58……D/A変換器、 62……応答遅れ回路、 Ｓ……蓄積性蛍光体シート

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像情報が記録された被走査体を光ビーム
   により走査し、画像情報を有する光を得、この画像情報
   を有する光をフォトマルチプライヤを用いて光電的に検
   出して画像信号を得ることにより画像情報を読み取る際
   のフォトマルチプライヤの高電圧印加方法であって、 前記画像情報を有する光を検出するための検出感度を切
   り換える時に、前記フォトマルチプライヤに印加される
   高電圧を異常放電電圧変化率未満の変化率で変化させる
   ことを特徴とするフォトマルチプライヤの高電圧印加方
   法。