JPH02228777A - 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−Ｈ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５Ｂ−１１３９５号。

同５５−１８３４７２号、同５［１−１０４６４５号、
同５５−１１６３４０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ＸｖＡ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、該光の光量と対応する
信号を得、該信号を対数増幅器に人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
す光を受光する光検出器と、対数増幅器と、前記光検出
器の出力信号を入力して該出力信号のｎ乗根（ｎ＞ｌ）
を求めることにより、前記対数増幅器の所望とする入力
信号範囲内の信号に変換し゛Ｃ該対数増幅器に出力する
演算器とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、「前記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。

（作　　用） 本発明の画像読取装置は、光検出器の出力信号を入力し
て該出力信号のｎ乗根（ｎ　＞　１）を求めて対数増幅
器に出力する演算器を備えたため、該演算器により入力
信号の範囲が圧縮され、これにより対数増幅器の応答特
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、上記演算
器を経由してｎ乗根を求めた後対数圧縮された信号Ｓは
、上記演算器を経由せずに直接対数圧縮された信号Ｓ′
と比べその信号値は１／ｎ倍される（Ｓ−１／ｎ−８′
）だけなので、これを補償するには対数圧縮した後必要
に応じて単純に増幅すればよく、上記演算器を経由した
ことを補正するための複雑な演算は不要である。

（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２３により駆動され矢印方向に
高速回転する回転多面鏡１Ｂ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方向に繰り返し主走
査する。この励起光１５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１９が発散され、この輝尽発光光１９は
光ガイド２０によって導かれ、フォトマルチプライヤ（
光電子増倍管）２１によって光電的に検出される。

輝尽発光光１９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１．０×１０４の強度を有する範囲）にわたって
いる。

上記光ガイド２０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２０ａが
蓄積性蛍光体シートｌｌ上の主走査線に沿って延びるよ
うに配され、円環状に形成された射出端面２０ｂにフォ
トマルチプライヤ２１の受光面が結合されている。入射
端面２０ａから光ガイド２０内に入射した輝尽発光光１
９は、該光ガイド２０の内部を全反射を繰り返して進み
、射出端面２０ｂから射出してフォトマルチプライヤ２
１に受光され、放射線画像を表わす輝尽発光光１９の光
量がフォトマルチプライヤ２１によって電気信号に変換
される。

フォトマルチプライヤ２１から出力されたアナログ出力
信号Ｓ１は該フォトマルチプライヤ２１に入射した輝尽
発光光１９の光量と比例した電流信号であり、したがっ
てこの出力信号Ｓ１も約４桁のダイナミックレンジを有
している。この出力信号Ｓ１は、Ｉ／Ｖ変換器２４に入
力されて電圧信号Ｓ２に変換された後、本発明のｎ乗根
を求める演算器の一例としての平方根演算器２５を経由
して対数増幅器２６に入力される。対数増幅器２６は入
力された信号Ｓ３を対数圧縮して信号Ｓ４を出力する。

該信号Ｓ４は増幅器２７で適切に増幅され、Ａ／Ｄ変換
器２８でディジタル化され画像信号Ｓ６が得られる。得
られた画像信号Ｓ６は一旦記憶手段２９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Ｓ６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Ｓ７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Ｓ７
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２６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°５アン
ペア〜ｌＯ°３アンペアの２桁の間は、約２００ＫＨ２
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、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１９およびフォトマ
ルチプライヤ２１から出力された信号Ｓ１は約４桁のダ
イナミックレンジを有しているため、この約４桁のダイ
ナミックレンジを有する信号を対数増幅器２６に入力し
て対数変換する場合には、この対数増幅器への入力信号
が１０゛７アンペア〜１０−３アンペアとなるように輝
尽発光光１９の集光効率、フォトマルチプライヤ２１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−Ｔアンペア−
１０−３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２６の１０°Ｔアンペアのときの周波
数応答は２５Ｋ）Ｉｚまでであるため、輝尽発光光１９
が担持する放射線画像を表わす情報が２５ＫＨｚ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２Ｂに入力される信号の範囲をｌＯ°
５アンペア〜１Ｏ−３アンペアの２桁の範囲に押えると
、対数増幅器２６は２００Ｋｌｌｚまで応答するため、
ｌＯ′７アンペア〜１０−３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平方根演算器２５を備えることによ
り読取りの速度を向上させている。

第３図は、輝尽発光光１９の光量と、第２図に示した信
号処理系の各部の信号８１〜Ｓ３の大きさとの対応を示
した図である。図の横軸は、輝尽発光光の光量（相対値
）を示し、縦軸は各部の信号８１〜Ｓ３の大きさ（相対
値）を示している。尚、ここでは簡単のため、各信号８
１〜Ｓ３に対応するグラフの付号として、対応する信号
と同一の付号Ｓ１〜Ｓ３を付しである。

フォトマルチプライヤ２１から出力された信号Ｓ１は、
輝尽発光光１９の光量と比例した電流信号であり、輝尽
発光光１９の光量と同様に約４桁のダイナミックレンジ
を有している。この電流信号Ｓ１をＩ／Ｖ変換した電圧
信号Ｓ２も同様である。この電圧信号Ｓ２を平方根演算
器２５を経由させることにより、その出力信号Ｓ３は図
に示すように約２桁のダイナミックレンジを有する信号
となる。

前述したように対数増幅器２６はその入力信号が２桁の
ダイナミックレンジを有するものである場合は、その入
力信号の信号レベルを適切に調節することにより第１図
に示すように２００ＫＨｚの周波数まで応答する。平方
根演算器２５の出力信号Ｓ３は、対数増幅器２Ｂの応答
特性が良好な範囲となるようにその信号レベルが調整さ
れている。このようにして平方根演算器２５により約２
桁のダイナミックレンジを有し、対数増幅器２６の入力
信号として最適な信号レベルに調整された信号Ｓ３を該
対数増幅器に入力することにより、読取り速度を上げて
も十分な精度で対数圧縮を行なうことができる。

また、対数増幅器２６の出力信号ｓ４は、Ｓ５４−１ｏ
　Ｓ　３−１／２　ｌｏｇ　Ｓ　２の関係にあり、平方
根演算器２５を備えたことによる影響は上記係数１７２
であるため、対数増幅器２６の出力信号Ｓ４を増幅器２
７で次段のＡ／Ｄ変換器２Ｂに適合するように信号増幅
する際に、この影響は取り除かれる。

尚、上記実施例においては、平方根演算器２５を備えて
いるが、本発明の演算器は平方根を求める演算器に限ら
れるものではなく、たとえば立方根を求める演算器、さ
らにはｎ乗根を求める演算器であってもよく、またその
ｎは整数には限られないものであり、読取速度、対数増
幅器の所望とする入力信号範囲を考慮して選択される。

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、蓄積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−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５８−６７２４０号、同５８−６７２４１号、
同５８−６７２４２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等にも用いること
ができる。

第４図は、Ｘ線フィルムに記録されたＸ線画像を読み取
るＸ線画像読取装置の一実施例の斜視図である。

所定位置にセットされた、Ｘ線画像が記録されたＸ線フ
ィルム４０がフィルム搬送手段４１により図に示す矢印
Ｙ′方向に搬送（副走査）される。

また、−次元的に長く延びた光源４２から発せられた読
取光４３は、シリンドリカルレンズ４４により収束され
、Ｘ線フィルム上を矢印Ｙ′方向と略直角なＸ′力方向
直線状に照射する。読取光４３が照射されたＸ線フィル
ム４０の下方には、Ｘ線フィルム４０を透過しＸ線フィ
ルム４０に記録されたＸ線画像により強度変調された読
取光４３を受光する位置に、上記Ｘ線画像のＸ′力方向
各画素間隔に対応した多数の固体光電変換素子が直線状
に配置されたＭＯＳセンサ４５が設けられている。この
ＭＯＳセンサ４５は、Ｘ線フィルムが読取光４３により
照射されながら矢印Ｙ′方向に搬送される間、Ｘ線フィ
ルム４０を透過した読取光をＸ線画像のＹ′方向の各画
素間隔に対応した所定の時間間隔で受光する。このＸ′
力方向連続した受光が主走査となる。

第５図は、上記ＭＯＳセンサ４５の等価回路を示した回
路図である。

多数の固体光電変換素子４Ｂに読取光４３が当たって発
生するフォトキャリアによる信号は、固体光電変換素子
４６内のキャパシタＣＩ　　（１−１，２，・・・・・
・ｎ）に蓄積される。蓄積されたフォトキャリアの信号
は、シフトレジスタ４７によって制御されるスイッチ部
４８の順次開閉により順次読み出され（主走査され）、
これにより時系列化された画像信号が得られる。この画
像信号は、その後増幅器４９で増幅されてその出力端子
５０から出力される。出力されたアナログ画像信号は、
第２図に示した実施例と同様にして対数増幅器の応答性
の良好な範囲のみを使用するように平方根等の演算がな
されてそのダイナミックレンジが圧縮された後、対数増
幅器で対数変換される。尚、本実施例において、ＭＯＳ
センサ４４の代わりにＣＣＤ　、　ＣＰ　Ｄ　（Ｃｈａ
ｒｇｅ　Ｐｒｌｍｌｎｇ　Ｄｅｖｌｃｅ）等を用いるこ
とができることはいうまでもない。またＸ線フィルムの
読取りにおいても、前述した蓄積性蛍光体シートの読取
りと同様に光ビームで２次元的に走査して読取りを行な
ってもよいことももちろんである。また本実施例ではＸ
線フィルム４０を透過した光を受光しているが、Ｘ線フ
ィルム４０から反射した光を受光するように構成するこ
とができることももちろんである。

このように本発明は、蓄積性蛍光体シートやＸ線フィル
ム等の記録シートから得られた放射線画像を表わす光を
受光して画像信号を得る放射線画像読取装置一般、さら
に広く一般の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して画像信号を得る画像読取装
置一般に広く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、本発明の画像読取装置は、
光検出器の出力信号を入力して該出力信号のｎ乗根（ｎ
　＞　１）を求めることにより、対数増幅器の所望とす
る入力信号範囲内の信号に変換して該対数増幅器に出力
する演算器を備えているため、この演算器により信号の
ダイナミックレンジが圧縮されて対数増幅器で高速に対
数変換を行なうことができ、したがって記録シートから
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３図は、輝尽発光光の光量と、第２図に示した信号処
理系の各部の信号の大きさとの対応を示した図、 第４図は、Ｘ線フィルムに記録されたＸ線画像を読み取
るＸ線画像読取装置の一実施例の斜視図、第５図は、Ｍ
ＯＳセンサの等価回路を示した回路図である。 １１・・・蓄積性蛍光体シートエ９・・・輝尽発光光２
１・・・フォトマルチプライヤ ２４・・・Ｉ／Ｖ変換器　　　　２５・・・平方根演算
器２６・・・対数増幅器　　　　　２７・・・増幅器２
８・・・Ａ／Ｄ変換器　　　　２９・・・記憶手段４０
・・・Ｘ線フィルム　　　　４５・・・ＭＯＳセンサ１
００・・・画像読取装置　　　　２００・・・画像処理
装置３００・・・画像再生装置 図 入７Ｊ１号（了りＲ了）−一一

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
   す光を受光する光検出器と、対数増幅器と、前記光検出
   器の出力信号を入力して該出力信号のｎ乗根（ｎ＞１）
   を求めることにより、前記対数増幅器の所望とする入力
   信号範囲内の信号に変換して該対数増幅器に出力する演
   算器とを備えたことを特徴とする画像読取装置。