JPH02222073A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、画像が記録された記録シートから得られた画
像を表わす光を読み取って画像信号を得る画像読取装置
に関するものである。

（従来の技術） 記録された画像を読み取って画像信号を得、この画像信
号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記録するこ
とは種々の分野で行なわれている。

たとえば、後の画像処理に適合するように設計されたガ
ンマ値の低いＸ線フィルムを用いてＸ線画像を記録し、
このＸ線画像が記録されたフィルムからＸ線画像を読み
取って電気信号に変換し、この電°気信号（画像信号）
に画像処理を施した後コピー写真等に可視像として再生
することにより、コントラスト、シャープネス、粒状性
等の画質性能の良好な再生画像を得ることのできるシス
テムが開発されている（特公昭８１−５１９３号公報参
照）。

また本願出願人により、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蓄積され、その後可視光等の励起
光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光
を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体
等の被写体の放射線画像を４旦シート状の蓄積性蛍光体
に撮影記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等
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
信号に基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等の記
録材料、ＣＲＴ等に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すでに提案されている（特開昭５５
−１２４２９号、同５６−１１３９５号。

同５５−１８３４７２号、同５Ｂ−１０４６４５号、同
５５−１１８３４０号等）。

このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真シ
ステムと比較して極めて広い放射線露出域にわたって画
像を記録しうるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、この電気信
号を用いて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ことによっ
て、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を得
ることができる。

上記Ｘ線フィルムや蓄積性蛍光体シート等の記録シート
を用いる上記システムにおいて、記録シートに記録され
た画像を読み取って画像信号を得るに−は、通常、画像
読取装置を用い、記録シートに光を照射してこの光の照
射により該記録シートから得られた画像を表わす光（た
とえば、Ｘ線フィルムを透過し又はＸ線フィルムから反
射した光や、蓄積性蛍光体シートから発せられた輝尽発
光光等）を光検出器で受光して、波光の光量と対応する
信号を得、該信号を対数増幅器に入力して対数圧縮する
ことにより行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにして画像読取装置を用いて画像信号を得た
後、画像処理装置により該画像信号に適切な画像処理が
施され、画像再生装置により、上記画像が可視画像とし
て再生表示され該可視画像が観察に供される。

ところが、記録シートから得られた画像を表わす光は、
微弱な光から強い光まで（たとえば強度比で１　：　１
０４程度）の極めて広範囲の光量幅を有している。この
程度の光量幅であっても、上記光検出器としてたとえば
高性能の光電子増倍管等を用いると十分な精度および十
分な速度で各光量に対応する電気信号に変換することが
できる。しかしながら、この電気信号を対数変換するた
めに対数増幅器に入力する場合、通常対数増幅器は微弱
な入力信号に対しては応答性が悪く、したがって上記の
ような広範囲の信号を対数変換するためには最も微弱な
信号であっても十分な精度で対数変換できる程度に、記
録シートから画像を読み取る速度を制限する必要があっ
た。このため、装置全体の速度が制限され、単位時間あ
たりの処理能力が制限されていた。

本発明は上記事情に鑑み、微弱な入力信号に対する対数
増幅器の応答性が悪いという条件を克服して、単位時間
あたりの処理能力を高めた画像読取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） 本発明の画像読取装置は、 画像が記録された記録シートから得られた該画像を表わ
す光を受光する複数の光検出器と、該各光検出器の出力
信号をそれぞれ入力する複数の対数増幅器とを備えた画
像読取装置であって、前記各光検出器が、前記光をその
光量に応じて複数の範囲に分けた各光量範囲内の光をそ
れぞれ分担して受光して、該各光検出器に接続された前
記各対数増幅器の所望とする入力信号範囲内の信号に変
換するものであることを特徴とするものである。

ここで、「前記各対数増幅器の所望とする入力信号範囲
」とは、対数増幅器の入力信号に対する周波数応答特性
のほぼ平坦な範囲を中心とした、応答特性の比較的良好
な入力信号の範囲をいう。

また、「前記光をその光量に応じて複数の範囲に分けた
各光量範囲内の光をそれぞれ分担して受光して、該多光
検出器に接続された前記各対数増幅器の所望とする入力
信号範囲内の信号に変換する」態様としては特定の態様
に限られるものではないが、各光検出器に入力される光
の光量を調節すること、光検出器として感度の異なるも
のを選定すること、各光検出器のゲインを調節すること
、上記各態様を組み合わせること等により入力された光
が上記所望とする入力信号範囲内の信号に変換される。

（作　　用） 本発明の画像読取装置は、光検出器とその光検出器の出
力信号を対数圧縮する対数増幅器の組を複数備え、記録
シートから得られた画像を表わす光をその光量に応じて
複数の範囲に分けた各光量範囲内の光を、上記各組がそ
れぞれ分担して検出して対数圧縮するように構成したた
め、各対数増幅器は応答特性の良好な範囲のみが使用さ
れ、したがって読取の速度をあげても十分な精度で対数
変換される。尚、各対数増幅器により対数変換された出
力を、アナログ的に演算して画像全体を表わす画像信号
に変換してもよく、各対数増幅器の出力をそれぞれＡ／
Ｄ変換した後、画像処理演算の過程でこれらを結合して
もよい。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明の画像読取装置の一実施例を示した斜
視図である。

この画像読取装置は前述した蓄積性蛍光体シートを用い
る装置である。

放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シート１１は、画
像読取装置１００の所定位置にセットされる。

この所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート１１は
、図示しない駆動手段により駆動されるエンドレスベル
ト等のシート搬送手段１３により、矢印Ｙ方向に搬送（
副走査）される。一方、レーザー光源１４から発せられ
た光ビーム１５はモータ２Ｂにより駆動され矢印方向に
高速回転する回転多面ｆｉｌｅによって反射偏向され、
ｆ−θレンズ等の集束レンズ１７を通過した後、ミラー
１８により光路を変えて前記シート１１に入射し副走査
の方向（矢印Ｙ方向）と略垂直な矢印Ｘ方向に延びる主
走査線１９に沿って底り返し主走査する。この励起光１
５が照射されたシート１１の箇所からは、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２０が
発散され、この輝尽発光光２０は２つの光ガイド２１．
２２によって導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子増
倍管）　２３．２４によってそれぞれ光電的に検出され
る。

輝尽発光光２０は、蓄積性蛍光体シート１１の各部分に
照射された放射線の線量と広範囲にわたってほぼ比例し
ており、該シート１１に蓄積記録された放射線画像を表
わす輝尽発光光の光量は約４桁の範囲（読み取るべき輝
尽発光光のうちの最も微弱な光の強度を１．０としたと
き、読み取るべき輝尽発光光のうちの最も光量の大きい
光が約１．ＯＸ１０’の強度を有する範囲）にわたって
いる。

上記光ガイド２１．２２はアクリル板等の導光性材料を
成形して作られたものであり、直線状をなす入射端面２
１ａ、　２２ａが蓄積性蛍光体シート１１上の主走査線
■９に沿って延びるように配され、円環状に形成された
射出端面２１ｂ、２２ｂにそれぞれフォトマルチプライ
ヤ２３．２４の受光面が結合されている。

また入射端面２１ａ、　２２ａの主走査線１９を挾む前
方には反射ミラー２５が備えられており、該反射ミラー
２５の方向に発せられた輝尽発光光２０を光ガイド２１
の入射端面２１ａに向けて反射し、集光効率を向上させ
ている。尚、後述するように、光ガイド２２゜フォート
マルチプライヤ２４の受光系は、輝尽発光光の高光量側
を受は持つものであるため、反射ミラー２５から反射さ
れた光は光ガイド２１の入射端面２１ａに向けて反射さ
れる。

入射端面２１ａ、２２ａから光ガイド２１．２２内に入
射した輝尽発光光２０は、該光ガイド２１．２２の内部
を全反射を繰り返して進み、射出端面２１ｂ、２２ｂか
ら射出してフォトマルチプライヤ２３．２４に受光され
、放射線画像を表わす輝尽発光光２０の光量がフォトマ
ルチプライヤ２２．２３によって電気信号に変換される
。

フォトマルチプライヤ２３．２４からそれぞれ出力され
たアナログ出力信号Ｓｌ、Ｓ２は対数増幅器２７．２８
でそれぞれ対数的に増幅され、クリップ回路２９．３０
でクリップされた後加算器３１で加算される。この信号
処理の詳細は後述する。加算器から出力されたアナログ
加算信号Ｓ７はＡ／Ｄ変換器３２でディジタル化され、
画像信号Ｓ８が得られる。

得られた画像信号Ｓ８は一旦記憶手段３３に記憶された
後、画像処理装置２００に送信される。

画像処理装置２００では、受信した画像信号Ｓ８に適切
な画像処理が施される。

画像処理の施された画像信号Ｓ９は画像再生装置３００
に送信され、画像再生装置３００ではこの画像信号Ｓ９
に基づく放射線画像が再生記録される。

ここで対数増幅器２７．２８の特性について説明する。

第１図は、対数増幅器の特性の一例を表わした図である
。

この対数増幅器は入力信号（入力電流）が１０°ツアン
ペア〜１０’アンペアの２桁の間は、約２００ＫＨｚの
周波数まで良好に応答する。ところがこの範囲より入力
信号が微弱になるほど１、図に示すように良好に応答す
る最高の周波数が低下する。またもちろん対数増幅器に
所定値以上の入力信号があった場合は該対数増幅器は正
常に作動しない。

ここで、前述したように輝尽発光光２０は約４桁の範囲
にわたっているためる全範囲の信号を１つの対数増幅器
により対数変換する場合には、この対数増幅器への入力
信号がｌＯ°７アンペア〜１Ｏ−３アンペーアとなるよ
うに輝尽発光光２０の集光効率、フォトマルチプライヤ
のゲイン等が調節される。しかしこのように調節しても
この１０°７アンペア〜１゜”３アンペアの範囲の信号
を精度良く対数変換するには、対数増幅器の１０−Ｔア
ンペアのときの応答は２５ＫＩＩｚまでであるため、輝
尽発光光２０が担持する放射線画像を表わす情報が２５
ＫＨｚ以下になるように、シート搬送手段１３によるシ
ート１１の搬送速度（副走査の速度）、および回転多面
鏡１６の回転速度（主走査の速度）を定める必要がある
。

一方、対数増幅器に人、力される信号の範囲を１０”５
アンペア〜ｌ０−３アンペアの２桁の範囲に押えると、
対数増幅器２Ｇは２００ＫＨｚまで応答するため、１０
゛７アンペア〜ｌＯ゛３アンペアの４桁の範囲の信号を
対数変換する場合と比べ読取りの速度（主走査及び副走
査の速度）を２００ＫＨｚ／　２５ＫＩＩｚ　−８倍に
あげることができる。

そこで、本実施例では、２系統の受光系、２個の対数増
幅器を備えることにより読取りの速度を向上させている
。

シート１１から発せられた輝尽発光光２０のうちの大部
分が光ガイド２１により導かれてフォトマルチプライヤ
２３で受光され、該輝尽発光光２０の一部分が光ガイド
２２により導かれてフォトマルチプライヤ２４に受光さ
れる。フォトマルチプライヤ２３は、この輝尽発光光２
０のうち、光量の弱い側の２桁（以下、下２桁と呼ぶ。

）を１０“５アンペア〜ｌ０−３アンペアの信号に変換
する。一方フオドマルチプライヤ２４は、この輝尽発光
光２０のうち、光量の強い側の２桁（以下、上２桁と呼
ぶ。）をｌロー５〜１０−３アンペアの信号に変換する
。これら各フォトマルチプライヤ２３．２４の出力信号
の大きさの調節は、前述した光ガイド２１．２２の集光
効率、フォトマルチプライヤ２３　、２４のダイノード
の段数、該フォトマルチプライヤ２３．２４に印加する
電圧等を調節することにより行なわれる。

このようにして各フォトマルチプライヤ２３．２４から
各対数増幅器２７．２８に向けていずれも１０゛５アン
ペア〜１０’アンペアの信号を出力するため、各対数増
幅器２７．２８では応答性の良好な範囲のみが使用され
、したがって輝尽発光光２０が担持する放射線画像を表
わす情報の上限が２００Ｋｔｌｚとなるまで読取速度を
向上させることができる。

第３Ａ図は、フォトマルチプライヤ２３　、２４で受光
する輝尽発光光の光量と出力信号との関係を説明するた
めの図である。

蓄積性蛍光体シート１１に放射線画像が蓄積記録されて
おり、ξ軸に沿って主走査を行なった場合について説明
する。尚、２つの光ガイド２１．２２によって導かれる
輝尽発光光の光量は前述したように互いに異なっている
が１．この点についてはフォトマルチプライヤ２８　、
２４のゲインを調節するものとし、ここでは、簡単のた
め、両光ガイド２１．２２に等量の光が入射したものと
する。

グラフ４１　（実線＋破線）は、ξ軸に沿って主走査す
ることにより蓄積性蛍光体シート１１から発せられた輝
尽発光光の光量を示したものである。

フォトマルチプライヤ２３では、直線Ｓ１に示すように
、この下２桁の光量範囲の光が、１０″５アンペア〜１
０’アンペアの範囲の電気信号に変換されて出力され、
グラフ４１の実線で示した部分４１ａに対応する画像信
号が対数増幅器２７の応答性の良好な範囲を経由した信
号として得られる。同様にフォトマルチプライヤ２３の
ゲインは直線Ｓ２で表わされるように設定され、グラフ
４１の破線で示した部分４１ｂに対応する画像信号が対
数増幅器２８の応答性の良好な範囲を経由した信号とし
て得られる。

尚、ここでは簡単のため、信号を表わす場合と、その信
号を得るための回路の特性を表わす直線（又は曲線）を
表わす場合とで同一の記号（たとえば８１等）を用いる
。

第３Ｂ図は、対数増幅器２７．２８の出力信号（クリッ
プ回路２９．３０の入力信号）Ｓ３．Ｓ４と、クリップ
回路２９．３０の出力°信号Ｓ５．Ｓ６を表わした図で
ある。横軸は輝尽発光光２０の光量（相対値）を表わす
対数軸、縦軸は各出力信号８３〜Ｓ６の電圧値（ボルト
）を表わしている。

対数増幅器２７は、下２桁の輝尽発光光２０がフォトマ
ルチプライヤ２３により１０′５アンペア〜ｌＯ゛３ア
ンペアに変換された信号を人力して０．１ボルト〜０．
５・ボルトの出力信号に変換する。ただし、フォトマル
チプライヤ２３には下２桁の下限よりも少ないノイズ分
に対応する光や、下２桁の上限よりも大きな光も受光さ
れるため、この入射光も電流信号に変換されて対数増幅
器２７に入力される。ただし、対数増幅器２７は第１図
に示した特性を有しているため、光量の少ない領域では
応答性が悪く、また光量の多すぎる領域でも入力が過大
のため正常には動作せず、図に示す記号Ｓ３のように、
下２桁を外れた領域では直線から外れている。対数増幅
器２８は、輝尽発光光２０がフォトマルチプライヤ２４
により１０°５アンペア〜１０−３アンペアに変換され
た信号を入力して、０．１ボルト〜０，５ボルトの出力
信号に変換する。ただし、信号Ｓ４は、信号Ｓ３と同様
な理由により、上２桁を外れた領域では直線から外れて
いる。クリップ回路２９．３０は、各対数増幅器２７．
２８の出力信号Ｓ３．Ｓ４をそれぞれ入力して、第３Ｂ
図に示すように下限が０．１ボルト、上限が０．５ボル
トとなるように各信号Ｓ３、Ｓ４をクリップして、該ク
リップされた信号Ｓ５．Ｓ６を出力する。

第３Ｃ図は、加算器３１の出力信号Ｓ７を表わした図で
ある。この出力信号Ｓ７は２つのクリップ回路２９．３
０から出力された２つの信号Ｓ５．Ｓ６の和である。本
実施例においてはこのような演算処理を行なうことによ
り、上記のように２系統に分けて受光して得た信号を一
つの信号に変換している。

加算器３１の出力信号Ｓ７は、前述したように、Ａ／Ｄ
変換器３２でディジタル化されて画像信号Ｓ８に変換さ
れ、記憶手段３３により一旦記憶された後画像処理装置
２００に転送される。

このように、上記実施例においては２系統の受光系を備
えて下２桁と上２桁とを分担して受光して５．それぞれ
の受光系に接続された対数増幅器の応答性能の良好な領
域を用い、その後クリップ回路、加算器を用いて一つの
信号とすることにより、高速読取を実現している。

第４Ａ図は、信号処理の他の実施例を示す回路ブロック
図、第４Ｂ図、第４Ｃ図は、第４Ａ図の各部の信号を表
わした図である。第４Ｂ図、第４Ｃ図の横軸は、第３Ｂ
図、第３Ｃ図の場合と同様に輝尽発光光２０（第２図参
照）の光量（相対値）を表わす対数軸、縦軸は各信号の
値を表わしている。

第４Ａ図のブロック図を第２図のブロック図と対比する
と、第４Ａ図のブロック図にはクリップ回路が省かれて
いる。対数増幅器２７．２８の入力信号Ｓｌ’、Ｓ２’
の調節、および対数増幅器２７．２８の選定により第４
Ｂ図に示すように対数増幅器２７．２８の出力信号８３
′、、８４′の直線から外れた部分が互いに補償するよ
うな出力を得ることにより、クリップ回路がなくても第
４Ｃ図に示すようにそれらの信号Ｓ３’　、Ｓ４’を加
算した信号Ｓ７’を得ることができる。

尚、この信号処理は必ずしもアナログ的に行なう必要は
なく、対数増幅器の出力を直接Ａ／Ｄ変換器によりディ
ジタルの画像信号に変換し、その後画像処理の段階でこ
の信号処理に相当する演算処理を行なってもよい。

前述した実施例では、輝尽発光光の光量範囲を下２桁と
上２桁との２段階に分けたが、必ずしもこのように下２
桁と上２桁との２段階に分ける必要はない。

第５Ａ図、第５Ｂ図は輝尽発光光をその光量に応じて分
ける分割方法の他の例を示した図である。

横軸ξ′、ξ′はある一本の主走査線に対応し、縦軸は
該主走査により得られた輝尽発光光の光量を表わしてい
る。第５Ａ図は画像情報として必要な光量範囲と対数増
幅器の応答特性との関係から３段階に分けた例を示して
いる。また第５Ｂ図は、第３Ａ図と同様に２段階に分け
た例であるが、２つの範囲り、　Ｈの一部が重なってい
る。画像情報として必要な光量範囲と対数増幅器の応答
特性との関係から余裕がある場合、この例のように重な
る部分を有するように分けてもよい。また、ここに例示
した以外にも輝尽発光光をその光量に応じて種々に分割
し得ることはもちろんである。この場合、対数増幅器の
良好な応答性を有する範囲、および必要とする輝尽発光
光の光量範囲を考慮して沃化される。

また、蓄積性蛍光体シートを用いた放射線画像読取装置
には、蓄禎性蛍光体シートに照射された放射線の線量等
に応じて最適な読取条件で読み取って画像信号を得る前
に、予め低レベルの光ビームにより蓄積性蛍光体シート
を走査してこのシートに記録された放射線画像の概略を
読み取る先読みを行ない、この先読みにより得られた先
読画像信号を分析し、その後上記シートに上記先読みの
際の光ビームよりも高レベルの光ビームを照射して走査
し、この放射線画像に最適な読取条件で読み取って画像
信号を得る本読みを行なうように構成された装置もある
（特開昭５８−０７２４０号、同５８−６７２４１号、
同５ｇ−６７２４２号等）。このような先読みを行なう
装置における先読み時および本読み時のいずれにも本発
明を適用することができることはいうまでもない。

また、本発明は、蓄積性蛍光体シートを用いる装置のほ
か、従来のＸ線フィルムを用いる装置やその他放射線画
像以外の画像が記録された記録シートを用いる装置等、
画像読取装置一般に適用することができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の画像読取装置は、
複数の光検出器と複数の対数増幅器とを備え、各光検出
器が、画像を表わす光をその光量に応じて複数の範囲に
分けた各光量範囲内の光をそれぞれ分担して受光して、
該多光検出器に接続された各対数増幅器の所望とする入
力信号範囲内の信号に変換するものであるため、記録シ
ートから画像を高速で読取ることができ、画像読取装置
の単位時間あたりの処理能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、対数増幅器の特性の一例を表わした図、 第２図は、本発明の画像読取装置の一実施例を示した斜
視図、 第３Ａ図は、輝尽発光光の光量とフォトマルチプライヤ
の出力信号との関係を説明するための図、第３Ｂ図は、
対数増幅器の出力信号（クリップ回路切入力信号）と、
クリップ回路の出力信号を示した図、 第３Ｃ図は、加算器の出力信号を表わした図、第４Ａ図
は、信号処理の他の実施例を示すブロック図、 第４Ｂ図、第４Ｃ図は、第４Ａ図の各部の信号を表わし
た図、 第５Ａ図、第５Ｂ図は、輝尽発光光をその光量に応じて
分ける分割方法の他の例を示した図である。 １１・・・蓄積性蛍光体シート　２０・・・輝尽発光光
２１．２２・・・光ガイド ２３．２４・・・フォトマルチプライヤ２７．２８・・
・対数増幅器 ２９．３０・・・クリップ回路　　３１・・・加算器３
２・・・Ａ／Ｄ変換器　　　　３３・・・記憶手段１０
０・・・画像読取装置　　　２００・・・画像処理装置
３００・・・画像再生装置 入力１号（７ンＲア）→

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像が記録された記録シートから得られた該画像を表わ
   す光を受光する複数の光検出器と、該各光検出器の出力
   信号をそれぞれ入力する複数の対数増幅器とを備えた画
   像読取装置であって、前記各光検出器が、前記光をその
   光量に応じて複数の範囲に分けた各光量範囲内の光をそ
   れぞれ分担して受光して、該各光検出器に接続された前
   記各対数増幅器の所望とする入力信号範囲内の信号に変
   換するものであることを特徴とする画像読取装置。