JP3952117B2

JP3952117B2 - 放射線画像読取装置

Info

Publication number: JP3952117B2
Application number: JP2000012353A
Authority: JP
Inventors: 裕昭安田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: US20010011714A1; US6495849B2; JP2001201808A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録された放射線画像を読み取る放射線画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線を照射することによりこの放射線のエネルギーの一部が蓄積され、その後、可視光やレーザ光等の励起光を照射することにより、蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、支持体上に蓄積性蛍光体を積層してなるシート状の蓄積性蛍光体シートに人体等の被写体の放射線画像情報が蓄積記録されたものに、励起光を走査して輝尽発光光を発光させ、この輝尽発光光を集光ミラーや光ガイドにより集光し、集光された輝尽発光光を光電子増倍管により光電変換して画像信号を得、一方この画像信号読取り後の蓄積性蛍光体シートに消去光を照射して、このシートに残留する放射線のエネルギーを放出せしめる放射線画像読取装置がすでによく知られている。
【０００３】
この装置により得られた画像信号には、後に観察読影に適した階調処理や周波数処理等の画像処理が施され、この処理が施された後の画像信号は診断用可視像としてフイルム上やＣＲＴ上に再生され診断等に供される。
【０００４】
ところで、従来の放射線画像読取装置においては、蓄積性蛍光体シートのサイズにあわせて少なくとも半切幅以上の幅に亘って励起光を走査する走査光学系と、同等幅以上に広がる輝尽発光光を検出することができる集光・検出系が必要であり装置の小型化が困難であった。
【０００５】
この装置小型化の問題を解決するために、励起光源としてＬＥＤアレイやＥＬ素子のようなライン光源を用い、輝尽発光光検出素子として半導体センサ等を用いる系が提案されているが、光源の輝度が不十分であり、また、処理回路も含めた半導体センサのＳＮが不足していることなどから実用レベルに至っていない。
【０００６】
また、蓄積性蛍光体シートの耐久性向上や、画質向上を目的としてリジッドな蓄積性蛍光体シートが提案されている。従来の装置においては、シートを励起光の走査方向に直交する方向に搬送する搬送部を備えているが、リジッドなシートを利用することとなると、シートを移動させるためにシート長の２倍の長さの搬送部が必要となり装置サイズが非常に大きくなるという欠点がある。一方、上述のような走査光学系、集光・検出系を備えた読取部側を副走査方向に搬送させながら読み取る系とする場合には、その読取部の大きさゆえ非常に頑強な搬送部が必要でコスト高となり、また読取部移動のために大きな空間が必要となるため装置サイズが大きくなってしまうという欠点がある。
【０００７】
さらに、従来のように画素ごとに励起光を照射し、輝尽発光光を発生させるポイントスキャンの系においては、蓄積性蛍光体シートの応答時間の制限から読取り時間を十分早くすることができないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みなされてものであって、小型に構成することが可能な放射線画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
さらに、本発明は高速読取が可能な放射線画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線画像読取装置は、放射線画像が蓄積記録されている蓄積性蛍光体シート上に励起光を照射し、この励起光の照射を受けたシートから生じた輝尽発光光を受光して光電的に前記放射線画像の画像信号を読み取る放射線画像読取装置において、
前記励起光を出力して前記蓄積性蛍光体シート上に照射する励起光光源および前記輝尽発光光を検出する光検出器を備えた読取ヘッドが複数配列されてなる読取部と、
前記読取部を、前記蓄積性蛍光体シートに対して相対的に前記配列の方向に交差する方向に移動せしめる搬送部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
「相対的に……移動せしめる」とは、シートと読取部どちらか一方を動かすものであってもよく、両者を動かすものであってもよい意であるが、前記シートを固定した状態で、前記読取部のみを移動せしめるものであることが装置全体のサイズを大きくしないためには望ましい。
【００１２】
「前記配列の方向に交差する方向に」とは、配列の方向に直交する方向のみならず、交差する方向であればいずれの方向でもよいことを意味する。
【００１３】
前記読取部において、前記複数の読取ヘッドは、一次元的に配列されていてもよいし、二次元的に配列されていてもよい。なお、「一次元的に配列」とは、読取ヘッドによる各読取走査線が蓄積性蛍光体シート上で一直線上となるように読取ヘッドが一列に並べられていることを意味し、「二次元的に配列」とは、読取ヘッドによる各読取走査線が蓄積性蛍光体シート上で複数線となるように読取ヘッドが複数列に並べられていることを意味する。さらには、前記配列の方向に千鳥状に配置されていてもよい。「千鳥状に配置」とは、各読取ヘッドによる各読取走査線がシート上で千鳥状になるように読取ヘッドが配置されていることを意味する。
【００１４】
複数の読取ヘッドの「複数」とは２以上であればよく、複数の読取ヘッドの読取幅合計が必要読取幅（３５０ｍｍあるいは４３０ｍｍ程度が一般的）程度であればよい。なお、各読取ヘッドの読取幅は、必要読取幅の１／２〜１／１０程度であることが望ましい。
【００１５】
前記複数の読取ヘッドは、同時に複数箇所の画像信号を読み取るものであることが望ましい。しかしながら、必ずしも同時に複数箇所の読取りを行う必要はなく、それぞれの読取ヘッドを順次起動させて読取りを行ってもよい。
【００１６】
前記読取ヘッドの前記励起光源は、半導体レーザと光偏向器を備えてなることが望ましい。光偏向器としては小型ポリゴンミラー、マイクロスキャナ、音響光学偏向素子、電気光学偏向素子等種々のものを適用することができる。特に、音響光学偏向素子、電気光学偏向素子は偏向方向の制御が容易で各読取ヘッドによる同時読取りを行う場合に好適である。このとき各読取ヘッドの光偏向方向が略同一の方向になるように制御することによって各ヘッドが同期して同時読取りが可能となる。
【００１７】
なお、前記光検出器は、励起光波長をカットする励起光分離フィルタと、光電変換素子とからなるものであることが望ましい。
【００１８】
さらに、前記読取部は、前記蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されている放射線画像を消去する消去用光源を備えていることが望ましい。
【００１９】
前記読取部は、隣接する読取ヘッド間の光学的クロストークによる画像読取ノイズを低減する読取ノイズ低減手段を備えたものであることが望ましい。
【００２０】
ノイズ低減手段は、前記隣接する読取ヘッド間に備えられた遮光部材であって、光学的クロストークを防ぐものであってもよいし、前記光学的クロストークの影響を受けた画像信号を補正する補正手段であってもよい。さらには、前記読取ノイズ低減手段が、隣接する読取ヘッドが同時に読取りを行うことを制限する読取制御手段であり、光学的クロストークを防ぐものであってもよい。
【００２１】
また、前記読取部は、前記読取ヘッドと前記蓄積性蛍光体シートとの距離を一定に保つスペーサー部材を備えていることが望ましく、特に、該スペーサー部材が、回転可能なローラー状であることが望ましい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の放射線画像読取装置は、読取部に励起光光源と光検出器の両方を備えた読取ヘッドを複数備えた構成となっているため、従来のように励起光光源を一つしか備えていない構造と比較して励起光による走査距離が短くなり、読取部を小型に構成することができ、装置全体も小型に構成することができる。
【００２３】
読取部を蓄積性蛍光体シートに対して相対的に移動せしめる搬送部を備え、特に、シートを固定して読取部を移動させる構成とすることにより、シート移動を行っていた場合と比較して搬送のために必要な空間を小さくすることができる。なお、従来のような走査光学系であれば上述のように頑強な搬送部が必要でコスト高となっていたが、本発明の放射線画像読取装置においては、読取部（走査光学系）を小型化したことにより、より安価に搬送部を構成することができる。
【００２４】
また、上述のように本発明の放射線画像読取装置は、複数の読取ヘッドを備えているため、各読取ヘッドにより同時に複数箇所の読取りを行うことができるので従来のポイントスキャン系と比較して高速に画像読取りを行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放射線画像読取装置の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は放射線画像読取装置の概略構成を示す斜視図である。図示の放射線画像読取装置は、蓄積性蛍光体シート10に蓄積記録されている放射線画像を読み取る読取部20と、該読取部20を蓄積性蛍光体シート10に対して矢印Ｙ方向に搬送する図示しない搬送装置と、読取部20に接続されている図示しない信号処理部とからなる。
【００２７】
読取部20は、複数の読取ヘッド20a 〜20f からなり、この複数の読取ヘッド20a 〜20f は蓄積性蛍光体シート10の長手方向に垂直な方向（Ｘ方向）に配列して一体化されており、該シート10に対面して配されている（図１参照）。図２は読取ヘッドの詳細な内部構成を示す断面図である。読取ヘッド20a 〜20f は、図２に示すように、励起光Ｌを出射する半導体レーザ21、この出射された励起光Ｌを反射偏向してシート10に励起光Ｌを矢印Ｘ方向に主走査する光偏向器（マイクロオプティカルスキャナ）22、該光偏向器22で反射偏向された励起光Ｌをシート10上に収束し、かつ等速度で走査させるｆθレンズ23、ｆθレンズ23を透過した励起光Ｌを反射してシート10上に照射せしめるミラー24からなる励起光光源部と、シート10より発せられる輝尽発光光Ｍを集光する、光ファイバを備えた光ガイド31、該ガイド31により集光された輝尽発光光Ｍを増幅して画像信号Ｓに光電変換する光電子増倍管（以下、ＰＭＴという）32、光ガイド31とＰＭＴ32との間に設けられた、励起光の反射光をカットして輝尽発光光ＭのみをＰＭＴ32に入射せしめる励起光カットフィルタ33、輝尽発光光Ｍを効率よく光ガイド31の入射端面に導く、励起光Ｌの主走査方向（矢印Ｘ方向）に延びた集光ミラー34からなる光検出部と、画像読取りを終えたシート10に対して、残留している蓄積情報を発光させて消去する消去用光源40とを備えてなる。なお、各読取ヘッド20a 〜20f とシート10との距離ｄ（図２参照）を一定に保つために、読取部20にはスペーサー50を備える。このスペーサー50は読取部20の搬送を妨げないように転動するローラー状のものを用いる。消去用光源40を読取部20に設けたことにより、従来外部に設けられていた消去部が必要なくなり、装置全体として小型化することができる。
【００２８】
なお、図３は各読取ヘッドの光源部（ａ）および光検出部（ｂ）の構成と作用を模式的に示す平面図である。図３（ａ）に示すように、半導体レーザ21から出射された励起光Ｌがｆθレンズ23によってシート上に収束、等速度で走査線25上を走査する。また、図３（ｂ）に示すように、光検出部の光ガイド31は、走査線25近くに該走査線25に沿って広がった集光口を有するものである。
【００２９】
本実施の形態においては読取部20は６個の読取ヘッド20a 〜20f を備えており、各読取ヘッド20a 〜20f による主走査方向の読取幅（走査幅）は、シート幅の１／６である。なお、配列される読取ヘッドの数は６個に限られるものではなく、２個以上であればよい。好ましくは２〜１０個であり、このときの走査幅はシート幅の１／２〜１／１０程度である。
【００３０】
次に本実施形態の放射線画像情報読取装置の作用について説明する。
【００３１】
各読取ヘッド20a 〜20f は同期するように制御され、図１に示すシート10のＡ〜Ｆの領域についてそれぞれ画像読取りを行う。
【００３２】
読取部20の各読取ヘッド20a 〜20fにおいて、半導体レーザ21から所定の波長の励起光Ｌが出射され、この出射された励起光Ｌは偏向器22により所定の方向に偏向され、この偏向された励起光Ｌはｆθレンズ23、ミラー24により光ガイド31と集光ミラー34との間隙を通って蓄積性蛍光体シート10の表面上で収束され、かつ等速度でシート10を矢印Ｘ方向に主走査する。なお、この時、各読取ヘッド20a 〜20f の各偏向器22の偏向が略同時になるように制御することにより、各読取ヘッドによる読取りを同期させることができる。一方、読取部20は図示しない搬送装置により矢印Ｙ方へ移動（副走査）され、この各読取ヘッド20a 〜20f による主走査と読取部20の移動による副走査とが組み合わされてシート10の全面に亘って均一に励起光Ｌが照射される。
【００３３】
励起光Ｌが照射された蓄積性蛍光体シート10の部分からは、そこに蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光が発せられる。この発光した輝尽発光光Ｍは四方へ拡散し、その一部は光ガイド31の入射端面に入射し、一部は集光ミラー33により反射されて光ガイド31の入射端面に入射される。このように光ガイド31に集光された輝尽発光光Ｍは励起光カットフィルタ33を透過してＰＭＴ32に伝達され、ＰＭＴ32はこの輝尽発光光Ｍを増幅して画像信号Ｓに光電変換して外部の信号処理装置に出力する。なお、画像読取りが終了した蓄積性蛍光体シート10には、情報が残留しているので、読取終了位置にある読取部20を読取開始位置に移動させる際に、消去用光源40を駆動させ、消去光をシート10に照射して残留エネルギーを放出させ、シート10を再使用可能な撮影前の状態に戻す。
【００３４】
画像読取りの際には、各読取ヘッド20a 〜20f は、同期して読取処理を行うため、高速に読取処理ができる。詳細には、図４に示すように、時刻ｔ１の時にシート10の各領域Ａ〜Ｆのそれぞれ左端から励起光走査を開始し、時刻ｔ２に各領域の右端に走査位置がくるように制御する。
【００３５】
なお、このように同期して走査する場合、隣接読取ヘッド間に光学的クロストークが生じる。この光学的クロストークは画像信号のノイズとなるため、これを補正する必要がある。このノイズを除去、もしくは低減する手段として、ここでは、画像読取りを行う前に予め隣接読取ヘッドによるクロストークを求め、画像読取後にこの予め求められたクロストーク成分を差し引くようにする。例えば、領域Ｂに注目して、この領域におけるクロストーク成分を求める。図５は領域Ｂのクロストークを求めるためのヘッド20a,20b,20c による読取動作時の励起光照射（Ａ）、画像信号出力（Ｂ）を示す。一様露光された蓄積性蛍光体シートに対して、領域Ｂを走査する読取ヘッド20b の励起光をオフ、読取ヘッド20a,20c の励起光をオンにした状態（図５の（Ａ））で読取動作を行うと、読取ヘッド20b の検出部では隣接した領域Ａ，Ｃを読み取る読取ヘッド20a,20c からのクロストーク成分が検出される（図５の（Ｂ）の20b ）。図５（Ａ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の走査時間中、読取ヘッド20a,20c は励起光を出射して走査させ、読取ヘッド20b は励起光を照射しない。このとき、図５（Ｂ）に示すように、読取ヘッド20b の検出部で検出された信号は隣接する読取ヘッド20a ,20c によるクロストークのみを示す信号となる。走査開始時であるｔ１近傍では読取ヘッド20c の励起光による影響が大きく、走査終了時であるｔ２近傍では読取ヘッド20a の励起光による影響が大きくなる。このようにして、各読取ヘッドについて同様にクロストーク成分を予め求めておけば、これを用いて読取信号からクロストークを除く補正が可能になる。
【００３６】
上記実施の形態においては、読取部は読取ヘッドが一次元的に複数配列されたものであるとしたが、図６に示すように、読取ヘッド20は二次元的に複数配列されたものとすることもできる。読取ヘッドを二次元的に配列することにより、より多くの箇所の画像読取りを同時に行うことができるため読取時間をさらに短縮することができる。また、読取ヘッドを搬送する搬送距離を短くすることができる。
【００３７】
またさらに、図７に示すように、各読取ヘッド20a'〜20f'を副走査方向に一つおきに向きを変えて広がった形状として、検出部が千鳥状に配置されるようにしてもよい。この場合、同時に走査する走査線25' の位置が隣接する読取ヘッド間で副走査方向（Ｙ方向）にずれるが、画像信号処理部においてこのずれを加味した処理を行えばよい。このように検出部を千鳥状に配置すると、各読取ヘッドにおいては、ヘッドの幅ぎりぎりまでの画像読取りを行う必要がなくなり、また、前述した隣接読取ヘッド間の光クロストークが生じないため、クロストークの補正は必要なくなる。
【００３８】
また、前述の光クロストークを生じさせないようにするために、図８に示すように隣接ヘッド間に遮光部材42を設け、隣接読取ヘッドによる励起光照射で発生した輝尽発光光が相互の検出部に入射するのを防ぐ構造としてもよい。なお、遮光部材42と前述のクロストークの補正を同時に採用してもよい。
【００３９】
さらに、隣接するヘッドが同時に画像読取りを行わないように制御することによってもクロストークを防ぐことができる。例えば、図１に示す例において、１つおきの読取ヘッド20a,20c,20e による読み取りをまず行い、その後、タイミングをずらしてその間の一つおきの読取ヘッド20b,20d,20f による読み取りを行うように制御すれば、互いに隣接する読取ヘッドが同時に駆動しないため、クロストークを生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる放射線画像読取装置の斜視図
【図２】本実施の形態にかかる読取ヘッドの断面図
【図３】本実施の形態にかかる読取ヘッドの励起光光源部および光検出部の平面図
【図４】本実施の形態の放射線画像読取装置による画像読取りを説明する図
【図５】光クロストーク成分を求める際の読取ヘッドにおける動作を説明する図
【図６】二次元に配列された読取ヘッドを備えた読取部の斜視図
【図７】千鳥状に配列された読取ヘッドを備えた読取部の平面図
【図８】読取ヘッド間に遮光部材を備えた読取部を説明する図
【符号の説明】
10 蓄積性蛍光体シート
20 読取部
20a〜20f 読取ヘッド
21 半導体レーザ
22 光偏向器
23 ｆθレンズ
24 ミラー
31 光ガイド
32 光電子増倍管

Claims

放射線画像が蓄積記録されている蓄積性蛍光体シート上に励起光を照射し、この励起光の照射を受けたシートから生じた輝尽発光光を受光して光電的に前記放射線画像の画像信号を読み取る放射線画像読取装置において、
前記励起光を出力して前記蓄積性蛍光体シート上に照射する励起光光源および前記輝尽発光光を検出する光検出器を備えた読取ヘッドが所定の配列方向に複数配列されてなる読取部と、
前記読取部を、前記蓄積性蛍光体シートに対して相対的に前記配列方向に交差する方向に移動せしめる搬送部と、
前記複数の読取ヘッドのうち注目読取ヘッドの励起光をオフにし、前記注目読取ヘッドに隣接する隣接読取ヘッドの励起光をオンにした状態で、前記注目読取ヘッドに放射線が一様露光された蓄積性蛍光体シートの読取動作を行なわせることにより、前記注目読取ヘッドで読み取った画像信号中における前記隣接読取ヘッドで読み取る領域からのクロストーク成分を検出するクロストーク成分検出手段と、
前記クロストーク成分検出手段によって検出されたクロストーク成分を用いて、前記注目読取ヘッドで読み取った画像信号から前記隣接読取ヘッドで読み取る領域からのクロストーク成分を除去するクロストーク補正手段とを備えたことを特徴とする放射線画像読取装置。
前記搬送部が、前記シートを固定した状態で、前記読取部のみを移動せしめるものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像読取装置。
前記読取部において、前記複数の読取ヘッドが一次元的に配列されていることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の放射線画像読取装置。
前記読取部において、前記複数の読取ヘッドが二次元的に配列されていることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の放射線画像読取装置。
前記読取ヘッドの前記励起光光源が、半導体レーザと光偏向器を備えてなることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の放射線画像読取装置。
前記光検出器が、励起光波長をカットする励起光分離フィルタと、光電変換素子とからなるものであることを特徴とする請求項１から５いずれか記載の放射線画像読取装置。
前記読取部が、前記蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されている放射線画像を消去する消去用光源を備えていることを特徴とする請求項１から６いずれか記載の放射線画像読取装置。
前記読取部が、前記読取ヘッドと前記蓄積性蛍光体シートとの距離を一定に保つスペーサー部材を備えていることを特徴とする請求項１から７いずれか記載の放射線画像読取装置。
前記スペーサー部材が、回転可能なローラー状であることを特徴とする請求項８記載の放射線画像読取装置。