JPH0519694B2

JPH0519694B2 -

Info

Publication number: JPH0519694B2
Application number: JP59055351A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Goto; Masaru Noguchi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1993-03-17
Also published as: JPS60198532A; US4829180A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の利用分野）本発明は、人体等の被写体の放射線画像が蓄積
記録された輝尽性螢光体に励起光を照射して予め
蓄積記録された画像情報に対応した輝尽発光を生
じさせ、この輝尽発光光を導光材により光検出器
に導いて画像情報に対応した電気信号を得る放射
線画像情報読取装置に関するものである。

（従来技術）ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、
γ線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネ
ルギーの一部が螢光体中に蓄積され、その後この
螢光体に可視光、赤外線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螢光体が発光
を示すことが知られている。このような性質を示
す螢光体は輝尽性螢光体と呼ばれており、その励
起光照射による発光は輝尽発光と呼ばれている。

この輝尽性螢光体を利用し、シート状の輝尽性
螢光体（以下「輝尽性螢光体シート」あるいは単
に「螢光体シート」という）に、人体などの被写
体を透過した放射線を吸収させてその放射線画像
を蓄積記録し、その後レーザ光などの励起光で輝
尽性螢光体シートを走査し、その時の輝尽発光光
を光検出器で検出して電気的に処理し、得られた
電気信号に基づいて被写体の放射線画像を可視像
として写真フイルム等の記録材料あるいはCRT
等の表示装置に出力させる放射線画像情報記録再
生システムが従来より知られている（例えば特開
昭55−12145号参照）。

上記システムにおいて、励起光の照射によつて
輝尽性螢光体シートから放射される輝尽発光光の
エネルギーは励起光に比べて極めて弱く（約10^-5
倍）かつ無指向性である。このため、読取装置を
構成する当つては、受光立体角を大きくしてでき
るだけ多くの発光光を集光し、Ｓ／Ｎを高くする
必要が生じる。

そこで本出願人は、螢光体シートに近接して対
向する光検出器の受光面に、この受光面の面積に
比べて十分小さい反射ミラーや三角プリズムを突
設し、横方向から入射するレーザ光などの鋭い指
向性を持つた励起光をこの反射ミラーや三角プリ
ズムで反射させて螢光体シートに照射させること
を提案した（特開昭55−48674号）。しかしなが
ら、この場合反射ミラーや三角プリズムの突出量
以上の間〓を受光面との間に設けなければなら
ず、受光立体角が小さくなるという不都合が生じ
る。

また出願人は、励起光の走査線に沿うように一
端面（入射端面）を螢光体シートに近接対向させ
た特定の形状の導光板を設け、この導光板により
輝尽発光光を光検出器に導くことを提案した（特
開昭55−87970号）。しかしながらこの場合には、
励起光と導光板とが互いに干渉しないようにする
必要から、導光板の入射端面で走査線上方全体を
覆うことができず、受光立体角を十分大きくする
ことはできない。

そこで出願人はさらにこの導光板の入射端面に
対向する光反射手段を設け、入射端面以外の方向
に放射された輝尽発光光をこの光反射手段で反射
させて入射端面に導くことを提案した（特開昭56
−11398号）。しかしながらこの場合でも、導光板
の入射端面と光反射手段との間に励起光を通すた
めの間〓を形成しなければならず、一部の輝尽発
光光は無駄になるという問題は依然として解決さ
れない。

上述のように、従来公知の読取装置では、輝尽
発光光の一部が無駄になるため、輝尽発光光の光
量を増やす必要から励起光の光量を大きくしなけ
ればならず、励起光の光源が大型化するという不
都合も派生的に生じる。また同様の理由から走査
の高速化にも限界がある。

そこで本出願人は、輝尽発光光の受光立体角を
十分に大きくとることができ、従つて輝尽発光光
をほぼ完全に受光することが可能であり、Ｓ／Ｎ
の向上、励起光源の小型化あるいは走査の高速化
を図ることができる放射線画像情報読取装置を提
供することを目的として、前記導光材の光路途中
に前記励起光および輝尽発光光のうちの一方を選
択的に反射し、他方を選択的に透過させるダイク
ロイツクな光学面を設け、前記励起光がこのダイ
クロイツクな光学面に直接入射し、該光学面での
反射あるいは該光学面の透過によつて導光材の前
記輝尽性螢光体近傍の端面から射出して前記輝尽
性螢光体を励起するように励起光光学系を配置し
た読取装置を提案した（特願昭58−218678号）。

しかしながら、このようなダイクロイツクな光
学面を採用した読取装置においても次のような問
題があることが判明した。

それは、導光材の入射端面において、輝尽性螢
光体シート表面から反射された励起光がさらに反
射され、螢光体シート表面の本来照射すべき部分
でない個所へ励起光が照射されて、そこにも輝尽
発光が生じ、その輝尽発光光がノイズとなつて導
光材に入射してしまうということである。

この本来照射されるべきでない螢光体シート表
面からの輝尽発光光は、上記放射線画像情報読取
装置においてはノイズとなつて得られる画像の鮮
鋭度やコントラストを大幅に低下させてしまうこ
とになる。

（発明の目的）本発明は、このような事情に鑑み、上記特願昭
58−218678号に開示されている読取装置におい
て、輝尽性螢光体に対面する導光材の入射端面に
おける励起光の反射を防止し、画像読取のＳ／Ｎ
を大幅に向上させるようにした読取装置を提供す
ることを目的とするものである。

（発明の構成）本発明の読取装置は、ダイクロイツクな光学面
を励起光の照射光路中に配して採用した導光材の
輝尽発光光の入射端面に、励起光反射防止膜を形
成し、これによつて励起光の入射端面における反
射を防止して、ここで反射された励起光が再び螢
光体シートの他の部分を照射することがないよう
にしたことを特徴とするものである。

ここで励起光反射防止膜とは、輝尽発光光
（300−500nm）の反射は多少許しても、輝尽発光
光より波長の長い励起光は反射しない光学層であ
り、例えば導光体の材料の屈折率よりも低い屈折
率を有する材料の蒸着薄膜が使用される。なお、
輝尽発光光の反射も防止して、その集光効率を向
上させるようにすればなお好ましいので、この励
起光反射防止膜は、励起光のみでなく、広い波長
域に亘つて光の反射を防止する反射防止膜として
もよい。

以下図示の実施態様に基づき本発明を詳細に設
明する。

（実施態様）第１図は本発明の読取装置が適用されるＸ線画
像情報記録再生システムの基本構成図である。Ｘ
線管１０から放射されたＸ線は患者等の被写体１
２の各部のＸ線透過率の変化に従つて透過して螢
光体シート１４に入射し、この入射Ｘ線量に対応
して螢光体シート１４中にＸ線エネルギーが蓄え
られる。すなわちＸ線透過像の潜像が螢光体シー
ト１４に記録される。この輝尽性螢光体シート１
４に用いる螢光体としては、例えば同一出願人に
より提案されている希土類元素付活アルカリ土類
金類フルオロハライド螢光体が挙げられる（特開
昭56−11348号参照）。この蛍光体は300〜500nm
の波長の輝尽発光光Ａを発する。

Ｘ線透過像の潜像が記録された螢光体シート１
４には、励起光源１６からの励起光Ｂが照射され
る。この励起光Ｂは、輝尽発光光Ａとの分離を容
易にするため、その波長ができるだけ輝尽発光光
の波長より離れているもの、すなわちそのスペク
トルができるだけ輝尽発光光のスペクトルと重な
らないものであることが必要である。従つて、励
起光Ｂとして、例えば輝尽発光光Ａより波長の長
いHe−Neレーザ光（633nm）、YAGレーザ光
（1064nm）、ルビーレーザ光（694nm）、半導体レ
ーザ光（赤外線）などが用いられるのが好まし
い。

前記励起光Ｂは後述する導光材１８から螢光体
シート１４に照射され、また輝尽発光光Ａはこの
導光材１８内を通つて光検出器２０に導かれる。
光検出器２０としては例えば光電子倍増管が好ま
しい。なお導光材１８には、励起光Ｂと輝尽発光
光Ａとを分離するダイクロイツクな光学面を設け
るが、その分離が不完全で僅かな励起光Ｂが光検
出器２０に入射する場合には、輝尽発光光Ａだけ
を選択透過させるフイルタ２２を光検出器２０の
受光面に設けるとよい。

光検出器２０が検出した画像情報は、画像処理
装置２４で電気的に画像処理され、再生装置２６
により写真フイルム等の記録材料やCRT等の表
示装置に可視像として出力される。

次に本発明に係る読取装置を説明する。第２図
はその第１の実施態様の斜視図、第３図はその
−線断面図である。この実施態様では螢光体シ
ート１４Ａは平板状の送り台３０に保持されてい
る。また導光材１８Ａはガラスやアクリル板など
の透明な材料を用いて緩やかに湾曲した板状に形
成され、その一方の端面（入射端面）３２Ａは、
送り台３０の送り方向と直交するように延在しか
つ螢光体シート１４Ａの表面に略平行に近接して
対向する。この入射端面３２Ａには励起光反射防
止膜３２ａが形成されている。

この励起光反射防止膜３２ａは、励起光の反射
を防止するとともに好ましくは輝尽発光光の反射
をも防止し、輝尽発光光を導光材１８Ａの内部へ
効率良く導入しうるものである。このような光学
的性質を有する第１の励起光反射防止膜３２ａの
具体例として、導光材１８Ａの材料の屈折率より
も低い屈折率を有する材料の蒸着薄膜が挙げられ
る。このような蒸着薄膜を設ける場合、その光学
的厚さを励起光の波長の1/4とすると励起光の反
射は最小となり、特に薄膜材料の屈折率n₁と導光
材材料の屈折率n₂との間にn₁＝√₂なる関係があ
る場合に励起光の反射は全くなくなる。導光材１
８Ａの材料の具体例とてしてはプラスチツク、ガ
ラス等が挙げられるが、これらの材料からなる導
光材の入射端面に設けられる蒸着薄膜の材料とし
て、MgF₂，CaF₂、氷晶石等が挙げられる。な
お、このような蒸着薄膜は、励起光の反射を防止
すると共に輝尽発光光の反射をも防止し、従つて
輝尽発光光は導光材１８Ａの内部へ効率良く導入
される。

なお、上述の蒸着薄膜は導光材１８Ａの入射端
面３２Ａに設けられる励起光反射防止膜３２ａの
単なる一例であり、従つて励起光反射防止膜３２
ａはこの蒸着薄膜に限られるものではなく、励起
光の反射を防止する膜であればいかなるものであ
つてもよい。

導光材１８Ａの他端（射出端面）は光検出器２
０の受光面の形状に合わせて円形に巻き重ねられ
ている。前記端面３２Ａ側の端部には第３図に示
すように長手方向にダイクロイツクな光学面３４
Ａが端面３２Ａに対して45°をなすように設けら
れている。この光学面３４Ａは、この導光材１８
Ａの端面３２Ａ側端部を断面三角形に分割し、こ
の分割面に例えば高屈折率物質と低屈折率物質と
の膜を多層に形成した後、この分割面を再び接合
することにより作られる。この光学面３４Ａは例
えば45°入射角では第４図のような分光特性を持
ち、輝尽発光光Ａに対しては45°の入射角を中心
にできるだけ広い入射角度で高い透過率を持つの
が望ましい。

また励起光源１６から放射された励起光Ｂは螢
光体シート１４Ａと略平行に光学面３４Ａに入射
しこの光学面３４Ａ上を走査するように偏向器３
６Ａによつて振られる。なお、励起光Ｂを光学面
３４Ａにほぼ一定角で入射させるため、偏向器３
６Ａと光学面３４Ａとの間にレンズまたは凹面鏡
を設けてもよい。

この実施態様においては、励起光Ｂは光学面３
４Ａに横方向から45°の入射角で入射し、この光
学面３４Ａでほぼ完全に反射されて導光材１８Ａ
の端面３２Ａから螢光体シート１４Ａに照射され
る。この励起光Ｂにより、螢光体シート１４Ａは
予め記録されたＸ線画像情報に対応した輝尽発光
光Ａを発生する。この輝尽発光点の上方は、端面
３２Ａが十分に広い面積で覆つているため、上方
に放射された輝尽発光光Ａのほぼ全部が励起光Ｂ
の螢光体シート１４Ａ表面における反射光の一部
と共に端面３２Ａから導光材１８Ａに入る。この
導光材１８Ａに入つた輝尽発光光Ａは光学面３４
Ａを透過し導光材１８Ａ内面で全反射を繰り返し
つつ光検出器２０に導かれ、その光量が検出され
る。励起光Ｂによる走査が一度終る間に送り台３
０Ａは走査線間隔分だけ移動し、再び励起光Ｂに
よる走査が行われる。以上の動作を繰り返すこと
により螢光体シート１４Ａに蓄積記録されている
画像情報が順次読み取られる。

一方、端面３２Ａから導光材１８Ａに入つた励
起光Ｂはダイクロイツク光学面３４Ａで反射さ
れ、導光材１８Ａの外へ出るので、光検出器２０
の方へ進むことはない。

なお、上記端面３２Ａには励起光反射防止膜３
２ａが設けられているので、螢光体シート１４表
面によつて反射された励起光Ｂが、ここで再び反
射されて螢光体シート１４に向かうことはない。

第５図は第２の実施態様の斜視図、第６図はそ
の−線断面図である。この実施態様は導光材
１８Ｂを、送り台３０Ｂに保持された螢光体シー
ト１４Ｂと略平行な板状の第１の導光材１８Ba
と、その一端面に接合された角棒状の第２の導光
材１８Bbとで形成し、第２の導光材１８Bbの下
の端面（入射端面）３２Ｂを螢光体シート１４Ｂ
に略平行に近接対向させると共に、その上部にダ
イクロイツクな光学面３４Ｂを形成している。こ
の光学面３４Ｂは45°の入射角の励起光Ｂを透過
しかつ輝尽発光光Ａを反射するように作られ、そ
の45°入射光に対する分光特性は第７図に示すよ
うになつている。また、端面３２Ｂには励起光反
射防止膜３２ｂが設けられている。

この実施態様では、励起光源１６から放射され
た励起光Ｂは偏向器３６Ｂで振られつつ上方から
第２の導光材１８Bbに入り、光学面３４Ｂを透
過して螢光体シート１４Ｂに照射される。また螢
光体シート１４Ｂからの輝尽発光光Ａは第６図に
示すように端面３２Ｂから第２の導光材１８Bb
に入り、さらに光学面３４Ｂで反射されて第１の
導光材１８Baに入る。そして導光材１８Ba内で
全反射を繰り返しつつ光検出器２０に導かれる。
一方、螢光体シート１４Ｂの表面で反射された励
起光Ｂは、励起光反射防止膜３２ｂにより反射が
防止され、螢光体シート１４Ｂに再び照射される
ことはない。

なお、この第２の実施態様によれば導光材１８
Ｂは螢光体シート１４Ｂと略平行に配設できるの
で、前記第１の実施態様における導光材１８Ａの
ように大きく湾曲させる必要が無くなり小型化に
適する。

第８図と第９図は第３および第４の実施態様の
斜視図である。これらの実施態様では螢光体シー
ト１４Ｃ，１４Ｄを円筒型のドラム３０Ｃ，３０
Ｄに巻き付けて固定し、ドラム３０Ｃ，３０Ｄを
回転させて走査する。第８図のものではドラム３
０Ｃの半径方向に長い棒状の導光材１８Ｃを配
し、その一端面（入射端面）３２Ｃを螢光体シー
ト１４Ｃに近接対向させ、他端面（射出端面）に
光検出器２０を取付ける。導光材１８Ｃには前記
第１の実施態様（第２〜４図）と同特性のダイク
ロイツクな光学面３４Ｃと励起光反射防止膜３２
ｃを設け、ドラム３０Ｃの回転軸と平行に励起光
Ｂをこの光学面３４Ｃに当てここで反射させて螢
光体シート１４Ｃに導く。

この実施態様では、ドラム３０Ｃの１回転につ
き導光材１８Ｃおよび光検出器２０を一体にして
ドラム軸と平行に走査線間隔だけ移動させつつ螢
光体シート１４Ｃに蓄積記録された画像情報を読
み取る。

また第９図の実施態様ではドラム３０Ｄの接線
方向に棒状の導光材１８Ｄを略水平に配し、その
一端の下端面（入射端面）３２Ｄを螢光体シート
１４Ｄに近接対向させ他端面（射出端面）に光検
出器２０を取付ける。導光材１８Ｄには前記第２
の実施態様（第５〜７図）と同特性のダイクロイ
ツクな光学面３４Ｄと励起光反射防止膜３２ｄを
設け、半径方向外側からこの導光材１８Ｄに当て
た励起光Ｂを、この光学面３４Ｄを透過させて螢
光体シート１４Ｄに照射する。この実施態様で
は、導光材１８Ｄ、光検出器２０を固定し、ドラ
ム３０Ｄを回転させつつ軸方向に送つて走査する
のが望ましい。

第１０図は第５の実施態様の斜視図であり、回
転円盤３０Ｅ上に円形の螢光体シート１４Ｅを固
定している。円盤３０Ｅの回転中心軸を含む面上
で前記第８図の導光材１８Ｃ、光検出器２０と全
く同様の導光材１８Ｅ、光検出器２０を半径方向
に移動させる。励起光Ｂは半径方向外側からダイ
クロイツクな光学面３４Ｅに当たつて反射され、
螢光体シート１４Ｅに対向する端面（入射端面）
３２Ｅから螢光体シート１４Ｅに照射される。こ
の端面３２Ｅには、励起光反射防止膜３２ｅが設
けられる。

これら第８〜１０図の実施態様によれば、導光
材１８Ｃ，１８Ｄ，１８Ｅの形状が単純なので、
成形加工性が良いという効果が得られる。

以上の各実施態様において導光材１８Ａ〜１８
Ｅの端面３２Ａ〜３２Ｅは螢光体シート１４Ａ〜
１４Ｅ表面と平行な平面とするのが加工上都合が
良いが、輝尽発光光Ａの集光効率を向上させるた
めに、曲面としてもよい。また光学面３４Ａ〜３
４Ｅは導光材１８Ａ〜１８Ｅ内に挾まず、互いに
離れた２つの導光材の間の光路途中に設けた透明
板に形成してもよい。

第１１図および第１２図はさらに他の実施態様
の要部を示す断面図である。これらの実施態様で
は、導光材１８Ｆ，１８Ｇの輝尽発光点上方位置
を斜めに切断し、この切断面に励起光Ｂを透過す
るダイクロイツクな光学面３４Ｆ，３４Ｇを形成
し、下面（入射端面）３２Ｆ，３２Ｇに励起光反
射防止膜３２ｆ，３２ｇを設ける。ダイクロイツ
クな光学面３４Ｆ，３４Ｇを透過して導光材１８
Ｆ，１８Ｇに入つた励起光Ｂは、下面３２Ｆ，３
２Ｇから出て螢光体シート１４Ｆ，１４Ｇを照射
し、これにより発光された輝尽発光光Ａは下面
（入射端面）３２Ｆ、３２Ｇから導光材１８Ｆ，
１８Ｇに再び入り、ダイクロイツクな光学面３４
Ｆ，３４Ｇで反射されて光検出器（図示せず）の
方へ導かれる。

螢光体シート１４Ｆ，１４Ｇの表面で反射され
た励起光Ｂは、励起光反射防止膜３２ｆ，３２ｇ
により反射が防止され、螢光体シート１４Ｆ，１
４Ｇに再び照射されることはない。

（発明の効果）本発明によれば、導光体の入射端面に励起光反
射防止膜が設けられているので螢光体シートに照
射されそこで反射された励起光は、導光体の入射
端面に入射しても反射されず、従つて励起光が直
接照射される部分以外からは輝尽発光光が放射さ
れることはない。従つて特願昭58−218678号に開
示されている読取装置よりも画像情報の読取りが
正確になり、Ｓ／Ｎが向上し、画質のよい画像を
得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の読取装置が適用されるＸ線画
像情報記録再生システムの基本構成図、第２図は
本発明の読取装置の第１の実施態様の斜視図、第
３図はその−線断面図、第４図はその光学面
の分光特性図、第５図および第６図はそれぞれ本
発明の読取装置の第２の実施態様の斜視図および
その−線断面図、第７図はその光学面の分光
特性図、第８，９、および１０図はそれぞれ本発
明の読取装置の第３，４、および５実施態様の斜
視図、また第１１および１２図は本発明の読取装
置のさらに他の実施態様の要部断面図である。１４……輝尽性螢光体シート、１８〜１８Ｈ…
…導光材、２０……光検出器、３２Ａ〜３２Ｇ…
…端面、３２ａ〜３２ｇ……励起光反射防止膜、
３４Ａ〜３４Ｇ……ダイクロイツクな光学面、Ａ
……輝尽発光光、Ｂ……励起光。

Claims

【特許請求の範囲】１放射線画像情報が予め蓄積記録された輝尽性
螢光体に励起光を照射するための励起光光学系、
前記励起光の照射によつて輝尽性螢光体から放射
される輝尽発光光を検出するための光検出器、お
よび一端面が輝尽性螢光体の近傍に設けられ、他
端面が前記光検出器に光学的に接続された、前記
輝尽発光光を前記光検出器に導くための導光材を
備える放射線画像情報読取装置において、前記導
光材の光路途中に前記励起光および輝尽発光光の
うちの一方を選択的に反射し、他方を選択的に透
過させるダイクロイツクな光学面が設けられてお
り、かつ前記励起光がこのダイクロイツクな光学
面に直接入射し、該光学面での反射あるいは該光
学面の透過によつて導光材の前記輝尽性螢光体近
傍の端面から射出して前記輝尽性螢光体を励起す
るように前記励起光光学系が配置されており、前
記導光材の入射端面に前記励起光の反射を防止す
る励起光反射防止膜が設けられていることを特徴
とする放射線画像情報読取装置。２前記励起光反射防止膜が前記導光材の材料の
屈折率よりも低い屈折率を有する材料の蒸着薄膜
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の放射線画像情報読取装置。