JPH0472213B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蓄積性蛍光体に励起光を照射して、該
蓄積性蛍光体の発光した光を測定することによ
り、蓄積性蛍光体に記録されている放射線画像情
報を読み取る読取装置に関するものである。

従来放射線画像を得るために銀塩を使用したい
わゆる放射線写真が利用されているが、近年、特
に地球規模における銀資源の枯渇等の問題から銀
塩を使用しないで放射線画像を再現する方法が要
望されるようになつた。

上述の放射線写真法にかわる方法として、被写
体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しか
る後この蛍光体をある種のエネルギーで励起して
この蛍光体が蓄積している放射線エネルギーを蛍
光として放射せしめ、この蛍光を検出して画像を
再現する方法が考えられている。具体的な方法と
して蛍光体として熱蛍光性蛍光体を用い、励起エ
ネルギーとして熱エネルギーを用いて放射線画像
に変換する方法が提案されている（英国特許第
1462769号参照）。この変換方法は支持体上に熱蛍
光性蛍光体層を形成したパネルを用い、このパネ
ルの熱蛍光性蛍光体層に被写体を透過した放射線
を照射しこれを吸収させて放射線の強弱に対応し
た放射線エネルギーを蓄積させ、しかる後この熱
蛍光性蛍光体層を加熱することによつて蓄積され
た放射線エネルギーを光の信号として取り出し、
この光の強弱によつて画像を得るものである。

しかしながら、加熱することは、上記パネルを
耐熱性のものとせねばならぬ欠点を生じる。また
上記励起エネルギーとして可視光線および赤外線
から選ばれる電磁波を用いる放射線像変換方法も
提案されている（米国特許第3859527号参照）。こ
の方法は上述の熱エネルギーを用いるものに比し
てパネルの耐熱性は必要としないが次の欠点があ
る。

(a) 励起光の波長によつて蛍光体に蓄積されたエ
ネルギーの衰退量が、大きく、これは、記録さ
れた画像の持続期間を大きく左右するものであ
る。

(b) 励起光の波長によつて蛍光体の励起速度が変
化し、画像の読取り速度に差異を生じる。

(c) 蛍光体の励起による発光が微弱であつて励起
光の反射光、その他の周囲光が検出器に入る
と、画像のコントラストが著しく低下する、 等の欠点がある。更に、上記従来技術の上記欠点
に鑑みて、蓄積性蛍光体材料を励起光で走査し、
各点からの発光光を光検出器で検出することによ
り、蓄積性蛍光体材料に記録されている放射線画
像を読取る方式において、前記励起光として
600nm乃至700nmの波長域の光を用いて蓄積性蛍
光体材料を励起し、該蓄積性蛍光体材料の発光光
のうち300nm乃至500nmの波長域の光を光検出器
で受光するようにした新規な放射線画像読取方式
を提案した〔特願昭53−8471号（特開昭55−
12429号）又は特願53−87564号（特開昭55−
15025号）参照〕。

しかしながら上記の提唱された方法では、放射
線像の形成された蓄積性蛍光体（以下単に蛍光体
と略称する）から成る蓄積性蛍光体板（以下蛍光
板と略称する）の蓄積された情報を可視光又は赤
外線等の電磁波を励起光として読み出す所謂放射
線画像情報読取装置（以下読取装置と略称する）
として次のような方法を開示した。

(1) 蛍光板から離れた位置に45°に傾斜した大き
なハーフミラーが配置され、励起光はこのハー
フミラーを透過して蛍光板に入射し、発光した
光は、ハーフミラーで横方向に反射され集光レ
ンズで集められ、光検出器にて読み取る方法。

(2) あるいは、光検出器と蛍光板とを対向させ、
この間に鏡やプリズム等の反射光学素子を配置
し、この反射光学素子に励起光を照射し、反射
光が蛍光板に入射し、発光した光を直接あるい
はレンズ等で集光して光検出器にて読み取る方
法によつて、励起光と発光した光とを分離させ
るようになし上記(c)点の欠点を除去したもので
ある。

しかしながら、これらの方法では、励起光に対
して発光光が１／10²乃至１／10⁶と大きな差があ
るために次のような欠点が生じていた。

(1)の方法では、励起光がハーフミラーにおいて
減衰及び散乱させるために画像の解像力を決定す
る要因となる、励起光のビーム径を十分細くする
ことができず、良好な再現される画質が得られな
い。また散乱光の一部が光検出器に入りこれがノ
イズとなつて詳細な画質の再現像が得られなかつ
た。

また(2)の方法では、反射光学素子より離れた位
置から励起光を照射するためにビームの径を十分
細くすることができず、また光検出器と蛍光板と
の間に反射光学素子があるために、該反射光学素
子が発光光を遮ぎり、光検出器に十分に発光光を
受光せしめることができず、あるいは励起光の散
乱光等が反射光学素子を保持する保持具等で反射
して光検出器に入り、これがノイズとなる等の欠
点があつた。

更に上記(1)，(2)いずれかの方法においても、ハ
ーフミラーや反射光学素子を介して照射および受
光をするために照射光および光検出器を蛍光板に
十分接近させることができず、良好なビーム径の
照射光および十分な受光光が得られないので画質
の向上に限界があつた。加えて、蛍光板に記憶さ
れている情報を読み出すためには、微少なスポツ
ト径の励起光で高速に蛍光板上を走査しなくては
ならないため、(1)の方法では励起光光源を移動せ
ねばならず、微細な精度が要求される本方法及び
装置に適用することは好ましくなかつた。(2)の方
法では、励起光源と反射光学素子との間の距離が
読み出す位置によつて刻々変化することによつ
て、励起光のビーム径が変化をし、これを一定に
調節することは非常に困難であつた。このため従
来の読取装置によつては、走査上不都合なもので
あつた。

本発明者等は、これらの点に鑑みて励起光のビ
ーム径を十分細かく、かつ、任意の値に設定で
き、良好なビーム径の照射光と、十分の光量の受
光光が得られ、しかもこの光を蛍光板に近接して
照射し、更に上記反射光学素子を通じて励起光を
照射しないことにより、照射光の散乱等によるノ
イズの非常に少ない読取装置を提供し得たもので
ある。

本発明に係る読取装置は、蛍光板を励起光で走
査し、蛍光板の発光光を光検出器で検出して、こ
れに記録されている放射線画像を読み取る装置に
おいて、上記励起光を光源からオプテイカルフア
イバーを通じて上記蛍光板に照射することを特徴
とするものである。

以下本発明の読取装置について図面により詳細
に説明する。

本発明に係る読取装置は一般に第１図のフロー
に示す放射線画像読取方式において、放射線画像
撮影によつて蛍光板に記録されている情報を読み
出す装置である。

本発明の具体的実施例を第２図および第３図に
示す。第２図は、放射線画像撮影によつて得られ
た蛍光体層１と支持体層２から成る蛍光板３を、
励起光を発生する光源４と反射光学素子６のほぼ
中央に開けられた穿孔６ａを通して、上記蛍光板
３にほぼ垂直に面するように開口面が配置された
オプテイカルフアイバー５を通じて励起光が蛍光
板３を照射し、この励起光により発光した蛍光板
３の光は反射光学素子６、集光レンズ７、フイル
ター８を通じて光検出器９に入射し、その光量が
検知される。このようにオプテイカルフアイバー
５を用いることによつて前記(1)で述べたものの如
く、ハーフミラーによる励起光の散乱および減衰
が無く良好なスポツト径で励起光が蛍光板３を照
射できる。また第３図は、放射線画像撮影によつ
て得られた蛍光板３を光源４とこの光源４と光検
出器９のほぼ中央に配置され開口面が蛍光板３に
対しほぼ垂直に面するように、オプテイカルフア
イバー５が配置され、オプテイカルフアイバー５
を通じて励起光を蛍光板３に照射する。この励起
光により発光した蛍光板３の光は、光検出器（必
要に応じてフイルタを用いても良い）９により検
知される。このように照射側にオプテイカルフア
イバー５を用いることにより、情報読み取り箇所
は、これに接近して配置されたオプテイカルフア
イバー５の出射口からの光をほぼ垂直に受けるこ
とになり、良好なスポツト径で励起光が照射で
き、蛍光板３の蛍光光が光検出器に入射するまで
に、反射光学素子およびその保持具で反射並びに
散乱されることが著しく少なく画像の解像力を決
定するためのビーム径を十分細くすることができ
て、良好な画質の再現を得ることができ、また散
乱光の一部が検出器に入ることがなく、鮮明な画
質が得られ、更に光検出器９を蛍光板３に著しく
近接することが可能となるので励起光の回折現像
等によるビーム径の広がりを著しく低減すること
ができ、かつ、蛍光板と検出器とを接近できる
し、反射光学素子が発光光を遮ぎることがないの
で、発光光を十分光検出器９で受光することがで
きた。更に、オプテイカルフアイバー５の可撓性
を利用することによつて励起光光源４を固定しオ
プテイカルフアイバーの照射口を蛍光板３上で移
動することによつて、照射側のオプテイカルパス
を一定にして、一定の励起光を簡単に蛍光板３上
に走査することができた。

本発明で用いられているオプテイカルフアイバ
ー５とは、一端から入射した光を内部で全反射を
くりかえしながら他端開口へ伝達する細線で、一
般に光通信に用いられるものが使われ、第４図に
その断面を示した如く、光を移送するコア１０部
分と該コア１０部分の外周をおおいコア部分１０
を通る光が全反射をするように設けられたグラツ
ド１１とから成る。このようなオプテイカルフア
イバー５は、その材料から、石英ガラス系、石英
ガラス、コアーポリマ、フラツド型、多成分ガラ
ス系、全プラスチツク型等がある。本発明には上
記いずれのオプテイカルフアイバーをも用いるこ
とができる。しかしながら特にコア１０部分を石
英ガラス系で造られたオプテイカルフアイバー
は、第５図に移送光の波長とその伝送損失特性を
示すように損失の少ない光移送が行なわれるので
好ましい。またこの第５図で明らかなように、本
発明で励起光として用いられる波長域を可視光か
ら赤外線までとすると非常に損失の少ない光移送
が行えるので、本発明の目的を十分満足すること
ができる。

好ましくは、上記励起光が800nm以上の赤外線
では熱線の働らきを持つため、読み出しの走査中
に蛍光板３が加熱されて、温度上昇を起し、走査
点以外も発光させて、あまり好ましくなく、ま
た、600nm以下ではオプテイカルフアイバーの伝
送損失が増えるので好ましくない。従つて、励起
光として600nm乃至800nmの波長範囲が本発明に
おいては好ましい。また、上記励起光が700nm以
下の可視光であれば、光学系の装置調整時におい
て励起光を肉眼で見ることができるので更に好ま
しい。

オプテイカルフアイバー５はそのコアの線径
（以下コア径と称する）ｒが約1μから数百μ以上
と自由に選べる。しかしながら、蛍光板にこのオ
プテイカルフアイバー５を通じて励起光を照射し
たとき、そのスポツト径が300μ以上であると得
られた放射線画像の解像力が低下するので、コア
径ｒが300μ以下であることが好ましく、又コア
径ｒが1μ以下となると、蛍光板から読み出す情
報が、著しく多くなり、処理および再生（フイル
ム、ブラウン管等）時にこれ以上の情報が再現で
きないことから好ましくない。

一方上記励起光にコヒーレンシーが良く、高い
放射密度を持ち、スペクトル幅がせまく、せん頭
値と点灯時間との短い光パネルが得られるレーザ
光を用いると、良好な画像が得られる。このレー
ザ光を励起光として本発明のオプテイカルフアイ
バー５を用いると、以下述べる如き好ましい効果
が得られる。

従来のレーザ光、例えばH_e−N_eレーザ
（633nm）等のレーザー光線では、スポツト径を
500μφ以下に絞る事は困難であつたが、本発明で
は第６図に示すようにスポツト径の大きなレーザ
光を照射しても、オプテイカルフアイバー５に入
射する光は、コア１０の径ｒによつて決まるた
め、非常に簡単に求める励起光のスポツト径が得
られる。また上記レーザ光の効率を向上させるに
は、第７図に示したようにレーザ（レーザダイオ
ード等）４′から出たレーザ光を円柱レンズ１２
や集束型フアイバレンズ１３等のレンズ系により
集束して、オプテイカルフアイバー５のコア系ｒ
内に入射させることもできる。レーザ光は、上述
の如く、コヒーレンシー等が良いため単一モード
オプテイカルフアイバーを用いた場合、このオプ
テイカルフアイバーの照射開口と蛍光板との距離
はあまり問題とならないが、本発明では、スポツ
ト径のより明確さと、より均一な励起光分布が要
求されることから、以下の式に従つて照射開口と
蛍光板間の距離を設定することにより更に良好な
読出し画像が得られた。即ち、レーザ光はこれが
空間に放射すると、回折のため光ビームはすぐ広
がつてしまう。ところが光の波長をλとし、光ビ
ーム径をＲとするとR²／λ程度の距離（いわゆ
るフレネル領域）までは、光ビームがほとんど広
がらずに進行する性質がある。このため本発明で
は、レーザ光を励起光としたときは、照射開口と
蛍光板間の距離は、R²／λ以下とするのが好ま
しいことが判る。一方、上述の単一モードオプテ
イカルフアイバーは、レーザ光のコヒーレンシー
が維持されるが、多重モードオプテイカルフアイ
バーは、このような効果は全く無い。このため励
起光（レーザ光およびその他の光源よりの光を含
む）はオプテイカルフアイバーの照射開口からあ
る一定の角度で拡散する、蛍光板を微小なスポツ
ト径で照射するには、そのスポツト径よりも小さ
いコア径のオプテイカルフアイバーを用い、この
拡散する角度と蛍光板間の距離とを調整すること
によつてコア径よりも大きなスポツト径で蛍光板
に励起光を照射することもできるが、しかしなが
ら、この距離の調整は微小で大きくスポツト径が
変化するため、上記オプテイカルフアイバーの照
射開口より射出される光の拡散角を調整してやる
ことが要望される。特に前記した如く単一モード
オプテイカルフアイバーを用いない場合、この拡
散角をある角度以内に保つことが重要となる。こ
れに対して、第８図に示すように多重モードオプ
テイカルフアイバー５′の照射開口にレンズ１４
を設けることにより一定の略平行照射をすること
ができるので、このようなオプテイカルフアイバ
ーを用いるのが好ましい。特に第９図に示すよう
に多重モードオプテイカルフアイバー５′の照射
開口付近のグラツドに収斂性の傾斜１５を持た
せ、かつコアの部分にガラスレンズ（半円球レン
ズ）１４を設けたオプテイカルフアイバーを用い
ることにより拡散角を小となし、このようなもの
を用いるのが推奨される。

本発明の放射線画像読取装置では、励起光を蛍
光面上面に対して法線方向より照射することが好
ましい。このためオプテイカルフアイバーの照射
開口は上記法線方向に設けられる。もし励起光が
法線方向を大きくはずれていると、第１０図に示
すように蛍光膜１に厚さがあることから、蛍光体
に蓄積された情報は、ｚの部分のみ正規の情報が
読み出され、同時に読み出されるｙの部分はノイ
ズとなり、ｘの部分の正規の情報は読み出されな
い。このような理由により、オプテイカルフアイ
バーの照射開口は、上記法線方向より励起光が照
射することができる位置に設けることが好まし
い。

以上説明したように本発明によれば、蓄積性蛍
光体板を励起光で走査し、この蛍光体板からの蛍
光を光検出器により検出して蛍光体板に記録され
ている放射線画像を読み取る放射線画像情報読取
装置において、口径が１乃至300μmのコア部と、
このコア部の周囲を取囲むクラツド部からなるオ
プテイカルフアイバーを、その一端を励起光源に
対向させ、また他端を光検出器の中央部で、かつ
蓄積性蛍光体板に対してほぼ垂直となるように対
向させて配置し、オプテイカルフアイバーの移動
により蛍光体板を走査励起するようにしたので、
蓄積性蛍光体板の情報読み取りに必要な強度の励
起光を可及的に絞つて、しかも走査位置に関りな
く一定のスポツト径で蓄積性蛍光体板を励起で
き、同時にオプテイカルフアイバーの光照射口と
光検出器の受光口とを蓄積性蛍光体板に可及的に
接近させて読み取り位置からの蛍光だけを蛍光で
きることと相まつて蓄積性蛍光体板から高い解像
度で情報を読み出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射線画像読取装置が用いら
れる放射線画像読取方式のフロー、第２図は本発
明の実施態様を示す側面図で、第３図は同様に他
の実施態様を示す側面図である。第４図はオプテ
イカルフアイバーの断面図を示し、第５図は石英
コア型オプテイカルフアイバーの各波長に対する
伝送損失特性を示し、第６図、第７図は光源から
オプテイカルフアイバーに光を入射させる態様を
示す側面図で第６図はその一態様を、第７図は同
上他の態様を示す側面図であり、第８図は多重モ
ードオプテイカルフアイバーの一例を、第９図は
同上他側を示す側面図であり、第１０図は励起光
の斜め入射と蛍光板の発光との関係を示す側面説
明図である。 １……蓄積性蛍光体、３……蓄積性蛍光板、４
……励起光光源、５……オプテイカルフアイバ
ー、６……反射光学素子、９……光検出器、１０
……オプテイカルフアイバーのコア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蓄積性蛍光体板を励起光で走査し、前記蛍光
   体板からの蛍光を光検出器により検出して前記蛍
   光体板に記録されている放射線画像を読み取る放
   射線画像情報読取装置において、口径が１乃至
   300μmのコア部と、該コア部の周囲を取囲むクラ
   ツド部からなるオプテカルフアイバーを、その一
   端を励起光源に対向させ、また他端を前記光検出
   器の中央部で、かつ前記蓄積性蛍光体板に対して
   ほぼ垂直となるように対向させて配置し、前記オ
   プテカルフアイバーの移動により前記蛍光体板を
   走査励起することを特徴とする放射線画像情報読
   取装置。