JP3101223B2 - 放射読出し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光励起可能な蛍光スクリ
ーンに記憶された放射画像を読み出すためのシステムに
関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】デジタル放射写真法の分野に
おいて、（患者の身体のような）暴露対象体を通過した
Ｘ線を光励起可能な蛍光スクリーンに記憶させるシステ
ムが開発されている。かかる光励起可能な球状スクリー
ンは、燐、例えばユウロピウム活性化(europium-activa
ted)バリウム弗化物、及び結合剤を含んだ光励起可能な
蛍光材料の層を備える。蛍光材料はこれをＸ線により励
起状態に付勢し得ること、及び第１の波長範囲内の光に
より刺激され第２の波長範囲内の光の放出により基本レ
ベルに戻り得るという特長を持つ。刺激用の放射は放出
光とは異なった波長を持つようにされる。放射画像がユ
ウロピウム活性化バリウム弗化燐を含んだスクリーンに
記憶される特別な場合は、刺激光は６００−７００nmの
範囲内に、そして放出光は３００−４００nmの範囲内に
設定される。

【０００３】露光されたスクリーンに記憶された画像を
読み取るために、スクリーンは走査ステーションを通過
して送られ、ここで、スクリーンは刺激光により２次元
的に走査される。このため、前記第１又は刺激用の波長
範囲内の波長の刺激光ビームは、スクリーンが主走査方
向に対して直角な第２の方向において送られている間
に、第１の方向（主走査方向）でスクリーンを走査する
ように偏向される。

【０００４】刺激による放射光は、放射光を対応した電
気信号に変換するフォトマルチプライヤーのような光−
電子変換器に、光ガイド手段を経て案内される。

【０００５】刺激光が光−電子変換器により検知される
ことを防ぐために、光ガイドの入口面、又は光ガイドの
出口と光電子変換器との間にフィルターが置かれること
が好ましい。

【０００６】光ガイドの多種の実施例を使用することが
できる。

【０００７】ある実施例においては、光ガイドは、並べ
られた光ファイバーの束を備える。この束の入力側端部
は１列又は複数列の平行線に配列される。出力側端部は
束ねられ、ファイバーの入力側端部を通って光ガイドに
入った光は、束ねられた出力側端部の付近に置かれた光
−電子変換器（フォトマルチプライヤー）に向かって案
内される。

【０００８】別の実施例においては、光ガイドはアクリ
ル樹脂のような光透過性の熱可塑性材料で作られ、その
入力面は主走査方向と平行に置き得る線の形式であり、
その出力面は使用される光−電子変換器の受光面と一致
するように丸くなるように（例えば、加熱により）形作
られる。

【０００９】更に別の実施例を考えることができる。

【００１０】光励起可能な蛍光スクリーンは拡散反射面
であるため、刺激による放出光とスクリーンで反射され
た刺激光との両者が同じ経路を取る。反射された刺激光
の幾分かが光ガイド部材の入力面により２回目の反射を
されることは避けられない。しかし、この反射された刺
激光は、光励起可能な蛍光スクリーンに達したとき、刺
激光ビームがある特定の時点において光励起可能な蛍光
スクリーンを走査していた位置とは異なった別の位置に
到達し、蛍光スクリーンはこの別の位置において刺激さ
れる。ある種の２次的な刺激が発生する。

【００１１】いわゆる２次刺激により刺激された光励起
可能な蛍光スクリーン上の位置が光を放射し、これが、
直接刺激された位置から放射された光と一緒に光ガイド
手段に入る。２次刺激により放射されたこの光は、スク
リーン上の走査位置から出てきている画像情報であると
して処理される。

【００１２】そこで、最終の得られた画像信号は不正確
となるであろう。

【００１３】この現象は一般名称「フレア」の下に分類
される。ただし、フレアは別の効果に由来することがあ
る。フレアは、システムへのノイズを増加させ、これに
より読出し信号の信号対雑音比を減らす悪影響があるた
め特に不利益である。

【００１４】更に、フレアは、最終画像の品質を大きく
劣化させる偽像又はゴーストを生ずる。

【００１５】フレアは、特に入力信号のダイナミックレ
ンジの大きい場合に特に厄介である。かかる用途の一例
はオートラジオグラフィー、即ち放射性同位元素の追跡
であり、例えばＤＮＡ（デオキシリボ核酸）連鎖におい
て重度に暴露された領域からのフレアは、刺激光のスポ
ットがこの領域から０.１mm台離れた場合でも読出し信
号に影響を与えることがある。

【００１６】この問題はよく知られかつ現状技術におい
て何度も検討されてきた。

【００１７】例えば、ＥＰ １６９９６６号並びにＥＰ
１６９９６５号において、光ガイド手段による刺激光
線の反射に起因するフレアが検討された。

【００１８】ＥＰ １６９９６６号においては、この問
題は、走査されるスクリーンの部分と光ガイド部材との
間に置かれた「刺激光線反射防止手段」の設置により解
決される。この「刺激光線反射防止手段」は、走査され
るスクリーンの部分と光−電気変換器との間に置かれた
「刺激光線の伝搬を防止する手段」との組合せで使用さ
れる。

【００１９】特別な実施例においては、光ガイドの光入
力面上に反射防止フィルムがオーバーレイされ、かつ光
ガイドの光出力部と変換器の光入力部との間にフィルタ
ーが設けられる。このフィルターにより、これが無けれ
ば変換器の入力面に達するかも知れないいかなる刺激光
線も除去される。

【００２０】ＥＰ １６９９６５号においては、同様な
設備により問題が解決される。しかし、光ガイド用ミラ
ーと光−電気変換器との間に、「刺激光線の伝達防止手
段」が置かれる。特別な実施例においては、「刺激光線
反射防止手段」が反射鏡の反射面にオーバーレイされた
反射防止フィルムとして構成され、「刺激光線の伝達防
止手段」はフィルターで構成される。

【００２１】ＵＳ ５０１５８５２号はなお別の設備を
提供する。光ガイドの光入力面上に刺激光線反射防止フ
ィルムをオーバーレイし、更に適宜に設けられた反射鏡
の上にオーバーレイすることができる。刺激光線反射防
止フィルムは、刺激光線が３０゜から５０゜の範囲内の
入射角で刺激光線反射防止フィルムに当ったときに、こ
れからの刺激光線の反射率が最小になるように設計され
る。

【００２２】ＵＳ ５１３８１６１号においては、次の
諸手段の少なくも一つを備えた読出し装置が提案されて
いる。即ち、いわゆる集光用ミラーの後方に置かれたフ
レア吸収手段、走査用光学装置と集光用装置との間に設
けられたスリットプレート、反射されたフレアが光ガイ
ドの入口面の方に向かうことを防ぐために光ガイドの出
口面上に吊り下げられた柔軟な遮光用部材である。

【００２３】上述の開示において提案された解決法は、
すべて、通常の光ガイド手段への刺激光線の反射防止用
手段の追加設置に基づくものである。

【００２４】ＵＳ ４９７０３９４号においては、別の
方法が選ばれた。この出願においては、フレアの問題
は、これを光検知器の入力面の特別な設計により解決し
た。

【００２５】この特許の光検知器は集光面（光ガイド）
を有し、この面は、刺激による放射光を集めるために走
査線に近接して置かれた細長い入力面を持つ。集光面
は、前記入力面から外向きに伸びている間隔を空けられ
た多数の光学突起を備える。この突起は刺激されたとき
に放射される光に対して透明な材料で作られる。これら
は入射光子の反射を最小にするような輪郭を持つ。鋸歯
状の光学クサビ又はピラミッド状又は円錐状の突起のア
レイのような前記突起の適切な形状の幾つかが説明され
た。

【００２６】与えられた瞬間において、光励起可能な蛍
光スクリーン上の走査されているある位置に当っている
刺激光線が、この与えられた瞬間において、このスクリ
ーン上の走査位置から離れた走査されていない別の位置
に当りこれを刺激することを防止する放射画像読出し装
置を提供することが本発明の目的である。

【００２７】光ガイド手段により反射された刺激光線が
光励起可能な蛍光スクリーンの別の部分を刺激すること
を防止することが本発明の別の目的である。

【００２８】光ガイド部材の集光特性の高効率を減らす
ことなくフレアの悪影響を最小にすることが本発明の更
なる目的である。

【００２９】本発明の更なる目的は以下の説明より明ら
かとなるであろう。

【００３０】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、放射画像を担持している光励起可能な
蛍光スクリーンを刺激光線の手段により線状に走査する
ためのシステム、刺激の際に放射された光を電気信号表
現に変換するための光−電気変換器、及び刺激の際に放
射された光を前記変換器に案内するための光ガイド手段
であって前記スクリーン上の前記刺激光により走査され
る線の付近に置かれた入力面を有する前記光ガイド部材
を備え、（ｉ）光ガイド部材の入力面の断面は、走査線
に直角でかつ前記スクリーンに直角な平面における実質
的に楕円形輪郭を有し、更に（ii）前記光ガイド部材
は、前記楕円形輪郭を定めている楕円の一方の焦点が走
査線と一致しかつ第２の焦点が光励起可能な蛍光スクリ
ーンの上方に置かれるように配列されることを特徴とす
る放射画像読出し装置を提供する。

【００３１】光ガイドの入力面により反射された光を吸
収するために第２の焦点の付近に光吸収手段が設けられ
ることが好ましい。

【００３２】別の実施例においては、（ｉ）スクリーン
に直角でありかつ走査線に直角な平面における光ガイド
部材の入力面の断面が実質的に円形の輪郭を有し、そし
て（ii）前記光ガイド部材は、前記入力面を有する円柱
体の軸線が走査線と一致しないように配列される。

【００３３】光が光ガイドにより走査線上に反射される
ことを防止するために、選択的に、前記光ガイドの入力
面により反射された光を吸収するための光吸収手段が設
けられる。

【００３４】本発明の文脈においては、用語「断面」
は、垂直面、即ち走査中に蛍光スクリーンが輸送される
平面に直角でありかつ走査線に直角な平面における光ガ
イドの断面を呼ぶ。

【００３５】説明される実施例のいずれにおいても、用
語「実質的に」は、断面が実際に楕円形又は円形の実施
例、並びに光ガイドの楕円形又は円形の断面が例えば多
数の平面により近似される実施例を包含することを意味
し、従って、この方法で、光ガイドの入力面上に当る刺
激光の方向を、走査される画素の近傍の画素を刺激しな
い方向に向ける意図された効果も得られる。

【００３６】本発明の装置により、光ガイド部材の入力
面により結局は反射されるであろう励起放射の部分が蛍
光スクリーンの別の部分を刺激することが防止され、よ
り特別には走査されている画素の近傍の画素を刺激する
ことが防がれる。

【００３７】この方法で、走査される部分に相当してい
る電気的な画像信号における画像への走査されない部分
の影響が無くされ、かつ最終の画像信号の信号対雑音比
が強化される。

【００３８】特別の実施例においては、刺激光線の手段
による放射画像を担持している光励起可能な蛍光スクリ
ーンを線状に走査するための光学システムは、刺激用の
放射源、例えば、使用される蛍光材料の刺激波長範囲に
適合した波長範囲内のレーザー放射光源を備える。

【００３９】このシステムは、刺激光線を第１の方向又
は主走査方向において偏向させるための手段を更に備
え、蛍光スクリーンは前記第１の方向で走査される。適
切な偏向システムの一例は検流ミラー(galvanometer mi
rror)である。

【００４０】システムは、全画像のラスター走査を得る
ことができるように、蛍光スクリーンを、前記第１の方
向と直角な第２又はサブ走査方向で送るための手段を備
える。

【００４１】上述の実施例よりも複雑ではあるが別のシ
ステムも可能である。かかる選択可能なものの中に、ス
クリーンが静止保持され、刺激ビームが偏向されて２次
元的に走査するシステムがある。しかし、かかるシステ
ムは（例えば、光ガイドの態様に関して）更に複雑化す
るであろう １実施例においては、光ガイドは多数の光学ファイバー
を備え、これらファイバーは光ガイドの入力面において
は１個の線又は多数の平行線を形成するように並べら
れ、出力面においては光−電気変換器の入力面と光学的
に接続できるように束ねられる。

【００４２】別の実施例では、前記光ガイドはアクリル
樹脂又は類似品のような透明な熱可塑性樹脂のシートを
備える。光ガイドは、走査線の付近に置かれた平らで直
線状の細長い入力面を持つ。反対側の端部は、光−電気
変換器に光学的に接続される平らで環状又は円形の面を
形成するように巻かれる。この種の光ガイドは、例えば
ＵＳ ４３４６２９５号に説明される。平らな端部を通
り光ガイド部材に入ってくる光は、繰り返し全反射によ
り環状の端部に案内される。

【００４３】

【実施例】本発明は、付属図面を参照し、例示の方法に
より、より詳細に説明されるであろう。

【００４４】図１に、光励起可能な蛍光スクリーン読出
し装置が示される。励起可能な蛍光シート１は、これに
記憶放射画像を担持させるために、対象物を通過したＸ
線のような放射に暴露された後で、図１に示される読出
しステーションに送られる。波長６３３nmのレーザービ
ーム３がヘリウム−ネオンレーザー源２から放射され、
検流ミラー８の方に向けられる。駆動手段６が検流ミラ
ーを三角波パターンで往復させる。光チョッパー４は回
転円板セグメント５を備え、この円板セグメントは、検
流計の帰線段階中、レーザービーム経路を遮断できるよ
うに位置決めされる。

【００４５】図面には示されないが本技術において公知
の種々のレーザービーム焦点装置が蛍光シートにおける
ビーム走査中の均一なビーム直径を確保し、かつ往復ミ
ラー８の均一な角速度は、蛍光シートを横切るレーザー
スポットを均一な線速度で移動させることを確実なもの
とする。レーザービーム３は、検流ミラー８、及び蛍光
シート１上への平面反射鏡９により１次元的に偏向され
る。シート全体が一様に走査されるように、シート１を
矢印１１の方向で１２.５mm/secの一様速度で送るため
に輸送手段（図示せず）が設けられる。

【００４６】蛍光シート１上のレーザービーム３の走査
線の近くではあるがその後方に光ガイド１２が置かれ、
これは蛍光シート１から放射された光を受けるが、レー
ザービーム３への直接暴露に対しては遮蔽される。光ガ
イド１２は個別の光学ファイバーより構成され、これら
ファイバーは光ガイドの入力側端部においては１線を形
成するように並べられ、そして出力側端部においては束
ねられる。光ガイドの出力側端部は光検知器１３に近接
して配置され、この検知器はこれに当たる光度に依存し
た電気信号を作る。

【００４７】光検知器１３からの出力信号を、光チョッ
パー４と検流ミラー駆動装置とを制御しかつ出力信号の
画像処理を行うコンピューター２０に送る適切な電気接
続が作られる。コンピューターの出力はＶＤＵスクリー
ンのような表示ユニット２１に更に接続される。これに
代わり、或いはこれに加えて、ラスター画像の永久記録
のためにコンピューター２０の出力が使用される。出力
は、これをオフライン処理ステーション及び／又は保存
ステーションなど（図示せず）に送ることもできる。

【００４８】図２は、光ガイド部材及び刺激光線反射防
止手段の配列を示す。この図面は、走査線と直角な垂直
面、即ちスクリーンが走査される位置にありかつ走査線
と直角であるときの光励起可能な蛍光スクリーンの面に
おける断面図を示す。

【００４９】刺激放射ビームが蛍光スクリーンに当る点
を点Ｐに設定し、ここに光ガイド部材の入力面の断面を
決めている楕円の一方の焦点がくるように、入力面３０
が楕円状の断面である光ガイド部材１２が位置決めされ
る。

【００５０】光ガイド部材は、更に、その第２の焦点
Ｐ’が光励起可能な蛍光スクリーン３３の面の上方に置
かれるように位置決めされる。

【００５１】第２の焦点Ｐ’の付近にビームストップ３
４が設けられる。この実施例においては、ビームストッ
プ３４は光吸収用のつや消しの黒ペンキで被覆された金
属板である。

【００５２】この装置の作動は次のとおりである。

【００５３】第１の波長範囲内の波長を有する刺激レー
ザービーム３１が点Ｐにおいてスクリーン上をたたく。
第２の波長の刺激放射光の発生に加えて、スクリーンは
刺激光の部分３２を反射する。

【００５４】光ガイド部材の入力面３０上に反射された
刺激光は第２の焦点Ｐ’上に反射され、この場所におい
て、前記第２の焦点付近におけるビームストップ３４の
設置によりいかなる反射も消滅される。

【００５５】本発明の実施態様は次の通りである。

【００５６】１．−放射画像を担持している光励起可能
な蛍光スクリーンを刺激光の手段により線状に走査する
ためのシステム、 −刺激の際に放射された光を電気信号表現に変換するた
めの光−電気変換器、 −刺激の際に放射された光を前記変換器に案内するため
の光ガイド部材を備え、（ｉ）前記光ガイド部材は前記
スクリーンの前記刺激光線により走査される線の付近に
置かれた入力面を有し、（ii）走査線に直角でかつ前記
スクリーンに直角な平面における光ガイド部材の入力面
の断面は実質的に楕円形輪郭を有し、更に（iii）前記
光ガイド部材は、前記楕円形輪郭を定めている楕円の一
方の焦点が走査される線と一致しかつ第２の焦点が光励
起可能な蛍光スクリーンの上方に置かれる放射画像読出
し装置。

【００５７】２．前記第２の焦点の付近に光吸収手段が
設けられる実施態様１による装置。 ３．前記光ガイドが光ファイバーの束を備え、これらフ
ァイバーは前記光ガイドの光入力面においては線を形成
するように配列され、更にその出力側においては束にさ
れる実施態様１による装置。

【００５８】４．前記光ガイドが光透過性のシート材料
で作られ、一方の端部が線状に形成され他方の端部が環
状又は円形に形成される実施態様１による装置。

【００５９】５．前記スクリーンを刺激光で走査するた
めの前記システムが、 −前記蛍光スクリーンの刺激波長範囲内の光を放射する
光源、 −前記スクリーン上に前記光を向け更に前記光を第１の
方向で偏向させるための手段、 −前記スクリーンを前記第１の方向に直角な方向で送る
ための手段を備える実施態様１による装置。

【００６０】６．放射画像を担持している光励起可能な
蛍光スクリーンを刺激光線の手段により線状に走査する
ためのシステム、刺激の際に放射される光を電気信号表
現に変換するための光−電気変換器、刺激の際に放射さ
れる光を前記変換器に案内するための光ガイド部材を備
え、（ｉ）前記光ガイド部材は前記スクリーンの前記刺
激光線により走査される線の付近に置かれた入力面を有
し、（ii）前記光ガイド部材は、走査線に直角でかつ前
記スクリーンに直角な平面における光ガイド部材の入力
面の断面が実質的に円形の輪郭を有し、更に（iii）前
記光ガイド部材は前記入力面を有する円筒体の軸線が走
査線と一致しないように配置されるを備えた放射画像読
出し装置。

【００６１】７．前記光ガイドの光入力面により反射さ
れた光が走査線上に当ることを防ぐようにこれを捕獲す
るために光吸収手段が設けられる実施態様６による装
置。

【００６２】８．前記光ガイドが光ファイバーの束を備
え、これらファイバーは前記光ガイドの光入力面におい
ては線を形成するように配列され、更にその出力側にお
いては束にされる実施態様６による装置。

【００６３】９．前記光ガイドが光透過性のシート材料
で作られ、一方の端部が線状に形成され他方の端部が環
状又は円形に形成される実施態様６による装置。

【００６４】１０．前記スクリーンを刺激光で線状に走
査するための前記システムが、 −前記蛍光スクリーンの刺激波長範囲内の光を放射する
光源、 −前記スクリーン上に前記光を向け更に前記光を第１の
方向で偏向させるための手段、 −前記スクリーンを前記第１の方向に直角な方向で送る
ための手段を備える実施態様６による装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】光励起可能な蛍光スクリーンを読み出す装置を
一般的に示す。

【図２】本発明による光ガイド手段及び光反射防止手段
の詳細図である。

【符号の説明】

１ 蛍光シート ２ ヘリウム−ネオンレーザー源 ３ レーザービーム ４ 光チョッパー ５ 回転円板のセグメント ６ 検流計駆動手段 ８ ミラー ９ ミラー １１ シートの送り方向を示す矢印 １２ 光ガイド １３ 光検知器 ２０ コンピューター ２１ 表示ユニット ３０ 光ガイドの入力面 ３１ 刺激用レーザービーム ３２ 刺激光の反射された部分 ３３ 光励起可能な蛍光スクリーン ３４ ビームストップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 42/02 G21K 4/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射画像を担持している光励起可能な蛍
   光スクリーンを刺激光線によって線状に走査するための
   システムと、 刺激の際に放射された光を電気信号表現に変換するため
   の光−電気変換器と、 刺激の際に放射された光を前記変換器に案内するための
   光ガイド部材であって、（ｉ）前記スクリーンの前記刺
   激光線により走査される線の付近に置かれた入力面を有
   し、（ii）走査線に直角でかつ前記スクリーンに直角な
   平面における光ガイド部材の入力面の断面が、実質的に
   楕円形輪郭を有し、（iii）前記楕円形輪郭を定めてい
   る楕円の一方の焦点が走査される線と一致しかつ第２の
   焦点が光励起可能な蛍光スクリーンの上方に置かれる光
   ガイド部材と、 該光ガイド部材の入力面によって反射された光が、光励
   起可能な蛍光スクリーンに当たるのを防ぐ手段とを具備
   することを特徴とする放射画像読出し装置。
2. 【請求項２】 放射画像を担持している光励起可能な蛍
   光スクリーンを刺激光線によって線状に走査するための
   システムと、 刺激の際に放射される光を電気信号表現に変換するため
   の光−電気変換器と、 刺激の際に放射される光を前記変換器に案内するための
   光ガイド部材であって、（ｉ）前記スクリーンの前記刺
   激光線により走査される線の付近に置かれた入力面を有
   し、（ii）走査線に直角でかつ前記スクリーンに直角な
   平面における光ガイド部材の入力面の断面が、実質的に
   円形の輪郭を有し、（iii）前記入力面を有する円筒体
   の軸線が走査線と一致しないように配置されている光ガ
   イド部材と、 前記光ガイド部材の光入力面により反射された光を捕ら
   えて、この光が光励起可能な蛍光スクリーンに当るのを
   防ぐ光吸収手段とを具備することを特徴とする放射画像
   読出し装置。